基于 Java 的 NIO 的 luminati.io 代理方案客户端填坑记录

由于厂里爬虫业务需要，我一直想复制国外的初创公司 luminati.io 的代理方案，魔改一下可以应用到厂里的一些业务上。这玩意儿也没啥大不了的，本质上是就是个服务器端转发了 1 次+客户端反向连接转发 1 次的代理隧道之类的东东，我断断续续研究了几个月以后终于打通了。和一般的 http 代理服务器原理一样，服务器端和客户端本质上都是异步并发的 tcp 操作，它们用一个随机数字相互 tcp 握手以后爬虫（浏览器或者 httpclient ）设置服务器端为代理，并且在 header 里面加上这个随机数字（为了支持浏览器+https ，这个随机数字似乎只能放在 Proxy-Authorization 中），最后通过爬虫<-->服务器端<-->客户端<-->互联网这样来访问网站。 demo 都是用 php 来实现的，虽然服务器端可以继续用 php ，但是客户端我需要用 java 重写。本来只有 70 行的 php 客户端代码，结果硬生生的花了我几个星期的时间才翻译成了 java 。也许是我 java 水平不够，也许是 NIO 太坑了，总之今天要来记录这些个坑。

由于必须同时保持几十条的 tcp 连接，所以客户端必须是异步的、单线程的和并发的，我在 github 上翻了很久终于找了个安卓的代理的 Demo ： https://github.com/dawsonice/KissProxy 。看他的介绍很不错： NIO based 就可以不依赖 netty 之类的（我的业务需要尽量不依赖第三方的库）、 Single Thread 单线程（这是必然的，我肯定不接受线程池方案）、支持 HTTPS 那是必须的，总之我觉得这个 demo 不错于是就打算照着他的例子用 NIO 来写了，然后开启了漫漫的填坑之旅。

我照着这个 KissProxy 就慢慢魔改起来，结果遇到 2 个坑。第一个就是在发起 TCP 连接的时候用了同步的方式： https://github.com/dawsonice/KissProxy/blob/master/src/me/dawson/proxyserver/core/ChannelPair.java#L177 ，单线程情况下这就阻塞了，所以这个代理服务器实现是不对的。解决方法当然是把发起 tcp 请求的 SocketChannel 操作弄成异步的，可是这个 NIO 并没有办法直接对 SocketChannel 设置回调，需要通过 Selector 机制来注册 OP_CONNECT 和 OP_READ 之类的，搞起了虽然麻烦了点不过还是搞定了。

第二个就是 NIO 的 SocketChannel 在写的时候写缓存可能是满的写不进去，需要注册 OP_WRITE 事件等待写缓存可写，他没有考虑这一情况就会导致数据丢失： https://github.com/dawsonice/KissProxy/blob/master/src/me/dawson/proxyserver/core/ChannelPair.java#L235 。我在实际使用的时候就因为 SocketChannel 的写缓存经常满导致出错（因为我的代理相当于经过了 2 次转发，服务器端接收数据包缓存满了的话客户端也发不出去，导致客户端写缓存满容易触发）。总之又注册上了 OP_WRITE 事件，把缓存满的情况考虑进去，但是这个 OP_WRITE 的触发条件是“只要写缓存没满就触发”，而不是“写缓存从满的状态到可以写才触发”这样，这就导致每次 select 就立刻返回了。然后我就怒了这 NIO 居然暴露这么底层的细节给开发者就算了，这 API 设计太反人类了，搞定了之后现在代码已经成了一锅粥了。

然后问题又来了，我发现整个事件循环是吃满 CPU 的， select 如果没有事件返回不是可以阻塞么（我把 OP_WRITE 事件去掉了，因为这个事件总是触发的，然后设置一个超时时间），一看似乎是 JDK 的一个 bug ： http://stackoverflow.com/questions/35858537/selector-selecttimeout-returns-0-before-timeout 。为了保险我稍微魔改了一下 select 的机制，如果 select 到的事件为空（排除 OP_WRITE ）就 sleep 一小会儿，虽然比较 dirty 不过能 work 就好了。

半个月前的问题： https://www.v2ex.com/t/346155 ，我终于搞定了

原文： http://qsalg.com/?p=557