超大规模的企业级微服务 HTTP 框架 — Hertz 正式开源！
项目:
今天，经过了字节跳动内部一年多的使用和迭代，高性能企业级 HTTP 框架—— Hertz，已在 CloudWeGo 正式开源啦！Hertz 已经成为了字节跳动内部最大的 HTTP 框架，线上接入的服务数量超过 1 万， 峰值 QPS 超过 4 千万，具有 高易用性 、 易扩展 、低时延的特点。对于字节跳动服务框架团队和 CloudWeGo 而言，Hertz 将不仅仅是一个开源项目，它也是一个真实的超大规模企业级实践。
项目地址：https://github.com/cloudwego/hertz
未来，字节跳动基础架构团队将以 Hertz 开源库为主进行迭代，坚持内外维护一套代码，统一进行迭代演进，为用户提供更好的体验。
01 Hertz 概述
Hertz 是一个超大规模的企业级微服务 HTTP 框架，具有高易用性、易扩展、低时延等特点。最初，字节跳动内部的 HTTP 框架是对 Gin 框架的封装，具备不错的易用性、生态完善等优点。 随着内部业务的不断发展，对高性能、多场景的需求日渐强烈。而 Gin 是对 Golang 原生 net/http 进行的二次开发，在按需扩展和性能优化上受到很大局限。 因此，为了满足业务需求，更好的服务各大业务线，2020 年初，字节跳动服务框架团队经过内部对使用场景和外部主流开源 HTTP 框架 Fasthttp、Gin、Echo 的调研后， 开始基于自研网络库 Netpoll 开发内部框架 Hertz，让 Hertz 在面对企业级需求时，有更好的性能及稳定性表现，也能够满足业务发展和应对不断演进的技术需求。 2021 年 7 月，Hertz 正式上线 1.0 版本。
在经历了字节跳动内部一年多的使用后，Hertz 框架成为了字节跳动内部最大的 HTTP 框架，线上接入的服务数量超过 1 万，峰值 QPS 超过 4 千万。 Hertz 除了业务线的同学使用外，也服务于内部很多基础组件，如：函数计算平台 FaaS、压测平台、各类网关、Service Mesh 控制面等，均收到不错的使用反馈。 在如此大规模的场景下，Hertz 拥有极强的稳定性和性能，bug 和 kernel case 也几乎暴露无遗并进行修复。同时 Hertz 坚持的内外维护一套代码，也为开源出去的 Hertz 框架提供了强有力的保障。
下面是 Hertz 的一些特性：
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稳定性
Hertz 在如此大规模的场景下，每一个 PR 的合入、每一次发版都要慎之又慎，稍有不慎便可能造成千万甚至更多的损失。我们制定了规范的 PR、发版流程，每次合入代码需要由有经验的同学审核。 即便如此，为了降低风险，我们也搭建了各种测试场景，包括兼容性、高并发、大小包等场景，每次的 PR、发版都需要测试一段时间，充分测试，将每次发版的风险减少到最低。
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高易用性
在开发过程中，快速写出正确的代码往往是重要的。Hertz 在设计 API 时，考虑到用户的使用习惯，参考业界主流框架使用 API 的方式，并加以优化。在 Hertz 在迭代过程中，积极听取用户意见，持续打磨框架， 比如很多用户希望 Client 也有 Trace 的能力，为此，Hertz Client 支持了中间件能力；在代理场景中，Hertz Client 也支持了流式处理。 在做中间件和流式处理设计时，也考虑到用户实际使用习惯，帮助用户更快地写出正确的代码。Hertz 也提供了命令行工具，一键生成代码，提高框架的易用性。
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易扩展
Hertz 采用了分层设计，提供了较多的接口以及默认的扩展实现，用户也可以自行扩展，详情可参考 CloudWeGo 官网的 Hertz 扩展部分。 同时得益于框架的分层设计，框架的扩展性也会大很多。目前仅将稳定的能力开源给社区，更多的规划参考 RoadMap。
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低延时
Hertz 默认使用自研的高性能网络库 Netpoll，在一些特殊场景中，相较于 go net，Hertz 在 QPS、时延上均具有一定优势。关于性能数据，可参考下图 Echo 数据。 在内部实践中，某些典型服务，如框架占比较高的服务、网关等服务，迁移 Hertz 后相比 Gin 框架，资源使用显著减少，CPU 使用率随流量大小降低 30%—60%。 关于详细的性能数据，可参考：https://github.com/cloudwego/hertz-benchmark。
- 命令行工具
Hertz 提供了一个简单易用的命令行工具 Hz，用户只需提供一个 IDL，根据定义好的接口信息，Hz 便可以一键生成项目脚手架，开箱即用使用 Hertz；Hz 也提供更新能力，用户的 IDL 如果发生改变，Hz 可以更新脚手架。 目前 Hz 支持了 Thrift 和 Protobuf 两种 IDL 定义。命令行工具内置丰富的选项，可以根据自己的需求使用。 同时它底层依赖 Protobuf 官方的编译器和自研的 Thriftgo 的编译器，两者都支持自定义的生成代码插件。如果觉得默认模板不能够满足的需求，可以自定义生成的模板。
自 Hertz 发布以来，内部反响优异。在内部，除最常见的前后端通信场景外，还涉及网关、上传、下载、代理等场景；所用到的交互模式除 ping-pong 外，还有 streaming、chunk 等； 使用的协议除 HTTP1 外，还有 HTTP2、Websocket 等。这些复杂的交互场景和交互模式都对 Hertz 的 Server 和 Client 的可用性和稳定性提出了不小的挑战。 为此，Hertz 快速响应用户需求；搭建稳定性测试服务尽可能模拟线上真实复杂场景；较高的单测覆盖率保证代码逻辑正常。
02 内外版本维护
字节跳动内部有着完善的微服务体系，团队非常重视开源建设和承诺，Hertz 和 CloudWeGo 中的开源项目 Kitex 相同，保持内外一致，项目的核心能力均迁移至开源库中， 在内部仅封装一层壳帮助企业内无感升级，以保证对开源长期维护的承诺，并且所有开源特性，都会在内部的稳定性验证后才会开源出来。
后续，团队将持续以 Hertz 开源库为主进行迭代，及时响应社区需求与问题，为用户提供更好的体验和使用保障。
对于 Hertz 的开发者来说，Hertz 同样支持对框架进行灵活的扩展，以适应业务需求。我们也欢迎外部的开发者将自己的贡献提交到社区当中，在社区进行开源共建，共同打造一款有着完善生态、极致性能和高易用性的 HTTP 框架。
03 RoadMap
对于基础架构团队而言，Hertz 不仅仅是一个开源项目，它也是一个真实的超大规模企业级实践项目。通过开源，我们希望 Hertz 能丰富云原生社区的 Golang 中间件体系， 完善 CloudWeGo 生态矩阵，为更多开发者和企业搭建云原生化的大规模分布式系统，提供一种现代的、资源高效的的技术方案。
如前文所述，目前 Hertz 只开源了内部经过稳定性验证的部分，未来，我们会进一步推动其走向完善：
- 云原生能力支持。支持 xDS API，从 Istio 动态获取服务配置。
- 多协议的支持。Hertz 目前只开源了 HTTP1 的部分，未来我们还会开源其他协议，如：HTTP2、Websocket、ALPN 等，为开发者提供更多场景的微服务需求支持。如果有需求也可以提交 issue 告诉我们，让我们知道您的需求以便快速支持。
- 更好用的命令行工具。我们将继续迭代 Hz，持续集成各种常用的中间件，提供模块化构建能力，用户可以按需选择所需组件。
- 更完善的生态支持。由于 Hertz 没有采用 go net 的数据结构，需要更多的生态支持。第一批开源我们只开源了 CORS、Trace、Metrics 等生态。未来我们还将支持包括反向代理、Session 等生态。
- 结合内外部用户需求，持续迭代。项目开源后，我们也会根据开发者需求开展迭代。
欢迎大家向 Hertz 提交 issue 和 PR 一起来共建。
我们诚心期待更多的开发者加入，也期待 Hertz 助力越来越多的企业快速构建云原生架构。我们也真诚欢迎企业用户迁移使用，我们会提供专项技术支持和交流，欢迎入群咨询。