用不到 100 行的 Golang 代码实现 HTTP(S) 代理

 我们的目标是实现一个能处理 HTTP 和 HTTPS 的[代理服务器](https://en.wikipedia.org/wiki/Proxy_server)。代理 HTTP 请求的过程其实就是一个解析请求、将该请求转发到目的服务器、读取目的服务器响应并将其传回原客户端的过程。这个过程只需要内置的 HTTP 服务器和客户端（[net/http](https://golang.org/pkg/net/http/)）就能实现。HTTPS 的不同之处在于使用了名为 “HTTP CONNECT 隧道”的技术。首先，客户端用 HTTP CONNECT 方法发送请求以建立到目的服务器的隧道。当这个由两个 TCP 连接组成的隧道就绪，客户端就开始与目的服务器的定期握手以建立安全的连接，之后就是发送请求与接收响应。 ## 证书 我们的代理是一个 HTTPS 服务器（当使用 `--proto https` 参数），因而需要证书和私钥。我们使用自签名证书。用如下脚本生成： ```bash #!/usr/bin/env bash case `uname -s` in Linux*) sslConfig=/etc/ssl/openssl.cnf;; Darwin*) sslConfig=/System/Library/OpenSSL/openssl.cnf;; esac openssl req \ -newkey rsa:2048 \ -x509 \ -nodes \ -keyout server.key \ -new \ -out server.pem \ -subj /CN=localhost \ -reqexts SAN \ -extensions SAN \ -config <(cat $sslConfig \ <(printf '[SAN]\nsubjectAltName=DNS:localhost')) \ -sha256 \ -days 3650 ``` 需要让你的操作系统信任该证书。OS X 系统可以用 Keychain Access 来处理，参见 https://tosbourn.com/getting-os-x-to-trust-self-signed-ssl-certificates ## HTTP 我们用[内置的 HTTP 服务器和客户端](https://golang.org/pkg/net/http/)实现对 HTTP 的支持。“代理”在其中的角色是处理 HTTP 请求、转发该请求到目的服务器并将响应返回到原客户端。  ## HTTP CONNECT 隧道 假设客户端与服务器可能使用 HTTPS 或 WebSocket 方式与服务器交互，客户端会发现正在使用代理。在有些场景下是无法使用简单的 HTTP 请求／响应流的，例如客户端需要与服务器建立安全连接（HTTPS）或想使用其他基于 TCP 连接的协议（如 WebSockets）的情况。此时，该 HTTP [CONNECT](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Methods/CONNECT) 方法出场了。 HTTP CONNECT 方法告知代理服务器与目的服务器建立 TCP 连接，并在连接成功建立后代理起止于客户端的 TCP 流。这种方式，代理服务器不会终止 SSL 连接，而是简单地在客户端和目的服务器之间传递数据。所以客户端和目的服务器之间的连接是安全的。  ## 实现 ```go package main import ( "crypto/tls" "flag" "io" "log" "net" "net/http" "time" ) func handleTunneling(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { dest_conn, err := net.DialTimeout("tcp", r.Host, 10*time.Second) if err != nil { http.Error(w, err.Error(), http.StatusServiceUnavailable) return } w.WriteHeader(http.StatusOK) hijacker, ok := w.(http.Hijacker) if !ok { http.Error(w, "Hijacking not supported", http.StatusInternalServerError) return } client_conn, _, err := hijacker.Hijack() if err != nil { http.Error(w, err.Error(), http.StatusServiceUnavailable) } go transfer(dest_conn, client_conn) go transfer(client_conn, dest_conn) } func transfer(destination io.WriteCloser, source io.ReadCloser) { defer destination.Close() defer source.Close() io.Copy(destination, source) } func handleHTTP(w http.ResponseWriter, req *http.Request) { resp, err := http.DefaultTransport.RoundTrip(req) if err != nil { http.Error(w, err.Error(), http.StatusServiceUnavailable) return } defer resp.Body.Close() copyHeader(w.Header(), resp.Header) w.WriteHeader(resp.StatusCode) io.Copy(w, resp.Body) } func copyHeader(dst, src http.Header) { for k, vv := range src { for _, v := range vv { dst.Add(k, v) } } } func main() { var pemPath string flag.StringVar(&pemPath, "pem", "server.pem", "path to pem file") var keyPath string flag.StringVar(&keyPath, "key", "server.key", "path to key file") var proto string flag.StringVar(&proto, "proto", "https", "Proxy protocol (http or https)") flag.Parse() if proto != "http" && proto != "https" { log.Fatal("Protocol must be either http or https") } server := &http.Server{ Addr: ":8888", Handler: http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { if r.Method == http.MethodConnect { handleTunneling(w, r) } else { handleHTTP(w, r) } }), // Disable HTTP/2. TLSNextProto: make(map[string]func(*http.Server, *tls.Conn, http.Handler)), } if proto == "http" { log.Fatal(server.ListenAndServe()) } else { log.Fatal(server.ListenAndServeTLS(pemPath, keyPath)) } } ``` > 以上展示的代码并非生产级别的解决方案。缺少对 [hop-by-hop 头信息](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Headers#hbh)的处理，在两个连接或由 `net/http` 暴露的服务端口之间复制数据的过程中没有设置过期时间（更多信息见：["The complete guide to Go net/http timeouts"](https://blog.cloudflare.com/the-complete-guide-to-golang-net-http-timeouts/))（译注：中译文[ Go net/http 超时机制完全手册](https://studygolang.com/articles/9339))。 我们的服务器在接收请求的时候，会在处理 HTTP 请求和 HTTP CONNECT 隧道请求之间二选一，通过如下代码实现： ```go http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { if r.Method == http.MethodConnect { handleTunneling(w, r) } else { handleHTTP(w, r) } }) ``` 处理 HTTP 请求的 handleHTTP 函数如其名所示，我们将重点放在处理隧道的 handleTunneling 函数上。handleTunneling 函数的第一部分设置到目的服务器的连接： ```go dest_conn, err := net.DialTimeout("tcp", r.Host, 10*time.Second) if err != nil { http.Error(w, err.Error(), http.StatusServiceUnavailable) return } w.WriteHeader(http.StatusOK) ``` 紧接的是由 HTTP 服务器维护的劫持连接的部分： ```go hijacker, ok := w.(http.Hijacker) if !ok { http.Error(w, "Hijacking not supported", http.StatusInternalServerError) return } client_conn, _, err := hijacker.Hijack() if err != nil { http.Error(w, err.Error(), http.StatusServiceUnavailable) } ``` [Hijacker 接口](https://golang.org/pkg/net/http/#Hijacker) 允许接管连接。之后由发起者负责管理该连接（HTTP 不再处理）。 一旦我们有两个 TCP 连接（客户端到代理，代理到目的服务器），就需要启动隧道： ```go go transfer(dest_conn, client_conn) go transfer(client_conn, dest_conn) ``` 两个 goroutine 中数据朝两个方向复制：从客户端到目的服务器及其反方向。 ## 测试 可以在 Chrome 中使用如下配置来测试我们的代理： ```go > Chrome --proxy-server=https://localhost:8888 ``` 或者用 [Curl](https://github.com/curl/curl): ``` > curl -Lv --proxy https://localhost:8888 --proxy-cacert server.pem https://google.com ``` > curl 需要原生支持 HTTPS-proxy（在 7.52.0 引入）。 ## HTTP/2 我们的服务器中，刻意移除对 HTTP/2 的支持，因为无法实现劫持。更多信息参见 [#14797](https://github.com/golang/go/issues/14797#issuecomment-196103814).