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字节跳动自研 HTTP 框架 Hertz

Hertz 是字节跳动自研的高性能 HTTP 框架，专为高并发、低延迟的场景设计。它基于 Go 语言开发，结合了字节跳动在微服务架构中的实践经验，旨在提供更高效的 HTTP 服务开发体验。

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1. 背景介绍

随着字节跳动业务的快速发展，传统的 HTTP 框架（如 Gin、Echo 等）在高并发场景下逐渐暴露出性能瓶颈。为了满足业务需求，字节跳动团队决定自研一款高性能的 HTTP 框架，Hertz 应运而生。

Hertz 的设计目标是：

• 高性能：在高并发场景下提供更低的延迟和更高的吞吐量。
• 易用性：提供简洁的 API 和丰富的功能，降低开发成本。
• 可扩展性：支持插件化扩展，方便集成各种中间件和工具。

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2. 核心特性

Hertz 具有以下核心特性：

高性能

• 基于 net/http 优化：Hertz 在 Go 标准库 net/http 的基础上进行了深度优化，减少了不必要的内存分配和系统调用。
• 零拷贝技术：通过零拷贝技术减少数据复制，提高数据传输效率。
• 高效路由：使用 Radix Tree 实现高效的路由匹配，支持动态路由和参数解析。

易用性

• 简洁的 API：Hertz 提供了类似 Gin 的 API 设计，开发者可以快速上手。
• 丰富的中间件：内置了日志、限流、熔断等常用中间件，支持自定义中间件。
• 自动生成代码：通过代码生成工具自动生成路由、模型和接口代码，减少手动编码工作量。

可扩展性

• 插件化架构：Hertz 支持插件化扩展，开发者可以轻松集成第三方工具和服务。
• 多协议支持：除了 HTTP/1.1，还支持 HTTP/2 和 gRPC，满足多种业务场景需求。

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3. 架构设计

Hertz 的架构设计分为以下几个核心模块：

路由模块

• Radix Tree：使用 Radix Tree 实现高效的路由匹配，支持动态路由和参数解析。
• 路由分组：支持路由分组，方便管理和维护大型项目。

中间件模块

• 链式调用：中间件采用链式调用模式，支持按需加载和组合。
• 内置中间件：提供了日志、限流、熔断、鉴权等常用中间件。

上下文模块

• Context 封装：对 http.Request 和 http.ResponseWriter 进行了封装，提供了更简洁的 API。
• 数据绑定：支持 JSON、XML、表单等数据格式的自动绑定和验证。

插件模块

• 插件化设计：支持通过插件扩展框架功能，如集成 Prometheus 监控、Jaeger 分布式追踪等。

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4. 性能优化

Hertz 在性能优化方面做了大量工作，主要包括：

减少内存分配

• 对象池技术：通过对象池复用内存对象，减少 GC 压力。
• 零拷贝技术：减少数据复制，提高数据传输效率。

高效路由匹配

• Radix Tree：使用 Radix Tree 实现高效的路由匹配，减少匹配时间。

并发控制

• 协程池：通过协程池限制并发 Goroutine 数量，避免资源耗尽。
• 限流和熔断：内置限流和熔断机制，防止服务过载。

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5. 使用场景

Hertz 适用于以下场景：

高并发服务

• 推荐系统：为推荐系统提供低延迟的 HTTP 接口。
• 广告系统：支持高并发的广告请求处理。

微服务架构

• API 网关：作为微服务架构中的 API 网关，提供统一的入口和路由。
• 内部服务：用于构建高性能的内部微服务。

实时数据处理

• 消息推送：支持实时消息推送服务。
• 数据采集：用于高并发的数据采集和处理。

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代码示例

基本使用

package mainimport ("github.com/cloudwego/hertz/pkg/app""github.com/cloudwego/hertz/pkg/app/server"
)func main() {h := server.Default()h.GET("/hello", func(c *app.Context) {c.String(200, "Hello, Hertz!")})h.Spin()
}

使用中间件

package mainimport ("github.com/cloudwego/hertz/pkg/app""github.com/cloudwego/hertz/pkg/app/server""github.com/cloudwego/hertz/pkg/common/middleware"
)func main() {h := server.Default()// 使用日志中间件h.Use(middleware.Logger())h.GET("/hello", func(c *app.Context) {c.String(200, "Hello, Hertz with Middleware!")})h.Spin()
}

数据绑定

package mainimport ("github.com/cloudwego/hertz/pkg/app""github.com/cloudwego/hertz/pkg/app/server"
)type User struct {Name string `json:"name"`Age  int    `json:"age"`
}func main() {h := server.Default()h.POST("/user", func(c *app.Context) {var user Userif err := c.Bind(&user); err != nil {c.String(400, "Bad Request")return}c.JSON(200, user)})h.Spin()
}