前面有介紹beego web框架刻像， 其實(shí)很多框架都是在 最簡(jiǎn)單的http服務(wù)上做擴(kuò)展的的粟瞬，基本上都是遵循h(huán)ttp協(xié)議，將底層的封裝好混巧，我們使用web框架只要寫(xiě)業(yè)務(wù)邏輯枪向，填代碼就可以了，不用關(guān)心底層實(shí)現(xiàn)咧党。
下面??實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡(jiǎn)單的http服務(wù)
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
func IndexHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintln(w, "hello world")
}
func main() {
http.HandleFunc("/", IndexHandler)
http.ListenAndServe("127.0.0.0:8000", nil)
}
上面只使用了 go的內(nèi)置包 net/http
HTTP
除去細(xì)節(jié)秘蛔，理解HTTP構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用只要關(guān)注兩個(gè)端--客戶端(client)和服務(wù)端(server)，兩個(gè)端的交互來(lái)自client的request傍衡，以及server端的response深员。所謂的http服務(wù)器，主要在于如何接受client的request蛙埂，并向client返回response倦畅。
接收request的過(guò)程中，最重要的莫過(guò)于路由(router)绣的，即實(shí)現(xiàn)一個(gè)Multiplexer器叠赐。Go中既可以使用內(nèi)置的mutilplexer--DefaultServeMux,也可以自定義。Multiplexer路由的目的就是為了找到處理器函數(shù)(hander),后者將對(duì)request進(jìn)行處理屡江，同時(shí)構(gòu)建response芭概。
簡(jiǎn)單總結(jié)就是這個(gè)流程：
client->Request->Multiplexer(router)->handler->Response->client
因此，理解go中的http服務(wù)盼理，最重要的就是要理解Multiplexer和hander谈山，Golang中的Multiplexer基于ServerMux結(jié)構(gòu)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了Handler接口
-
handler函數(shù)：具有func(w http.ResponseWriter, r *http.Requests)簽名的函數(shù) -
handler處理器(函數(shù))：經(jīng)過(guò)HanderFunc結(jié)構(gòu)包裝的handler函數(shù)宏怔，它實(shí)現(xiàn)了ServeHTTP接口方法的函數(shù)奏路。調(diào)用handler處理器的ServeHTTP方法時(shí)，即調(diào)用handler函數(shù)本身臊诊。 -
handler對(duì)象：實(shí)現(xiàn)了Hander接口ServeHTTP方法的結(jié)構(gòu)鸽粉。
handler函數(shù)和handler對(duì)象的差別在于， 一個(gè)是函數(shù)抓艳，另一個(gè)是結(jié)構(gòu)體触机，他們都有實(shí)現(xiàn)了serverHTTP方法，很多情況下，他們是類似的儡首。
Golang的http處理流程可以用下面一張圖表示片任，后面內(nèi)容是針對(duì)圖進(jìn)行說(shuō)明：
Http包的三個(gè)關(guān)鍵類型
- Handler接口
- ServeMux接口
- HandlerFunc適配器
- Server
Handler
Golang沒(méi)有繼承，類多態(tài)的方法可以通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)蔬胯。所謂接口則是定義聲明了函數(shù)簽名对供，任何結(jié)構(gòu)只要實(shí)現(xiàn)了與接口函數(shù)簽名相同的方法，就等同于實(shí)現(xiàn)了接口氛濒。go的http服務(wù)都是基于handler進(jìn)行處理的产场。
// A Handler responds to an HTTP request.
//
// ServeHTTP should write reply headers and data to the ResponseWriter
// and then return. Returning signals that the request is finished; it
// is not valid to use the ResponseWriter or read from the
// Request.Body after or concurrently with the completion of the
// ServeHTTP call.
//
// Depending on the HTTP client software, HTTP protocol version, and
// any intermediaries between the client and the Go server, it may not
// be possible to read from the Request.Body after writing to the
// ResponseWriter. Cautious handlers should read the Request.Body
// first, and then reply.
//
// Except for reading the body, handlers should not modify the
// provided Request.
//
// If ServeHTTP panics, the server (the caller of ServeHTTP) assumes
// that the effect of the panic was isolated to the active request.
// It recovers the panic, logs a stack trace to the server error log,
// and either closes the network connection or sends an HTTP/2
// RST_STREAM, depending on the HTTP protocol. To abort a handler so
// the client sees an interrupted response but the server doesn't log
// an error, panic with the value ErrAbortHandler.
type Handler interface {
ServeHTTP(ResponseWriter, *Request) //路由具體實(shí)現(xiàn)
}
任何結(jié)構(gòu)體，只要實(shí)現(xiàn)了ServeHTTP方法舞竿，這個(gè)結(jié)構(gòu)就可以稱之為handler對(duì)象京景。ServeMux會(huì)使用handler并調(diào)用其ServeHTTP方法處理請(qǐng)求并返回響應(yīng)。
所有請(qǐng)求的處理器骗奖、路由ServeMux都滿足該接口确徙。
ServeMux
了解了Handler之后，再看ServeMux重归。
HTTP請(qǐng)求的多路轉(zhuǎn)接器（路由）米愿，它負(fù)責(zé)將每一個(gè)接收到的請(qǐng)求的URL與一個(gè)注冊(cè)模式的列表進(jìn)行匹配，并調(diào)用和URL最匹配的模式的處理器鼻吮。它內(nèi)部用一個(gè)map來(lái)保存所有處理器Handler。
ServeMux源碼很簡(jiǎn)單：
type ServeMux struct {
mu sync.RWMutex //鎖较鼓，由于請(qǐng)求涉及到并發(fā)處理椎木，因此這里需要一個(gè)鎖機(jī)制
m map[string]muxEntry // 路由規(guī)則，一個(gè)string對(duì)應(yīng)一個(gè)mux實(shí)體博烂，這里的string就是注冊(cè)的路由表達(dá)式
hosts bool // 是否在任意的規(guī)則中帶有host信息
}
type muxEntry struct {
h Handler // 這個(gè)路由表達(dá)式對(duì)應(yīng)哪個(gè)handler
pattern string //匹配字符串
}
ServeMux結(jié)構(gòu)中最重要的字段為m香椎，這是一個(gè)map，key是一些url模式禽篱，value是一個(gè)muxEntry結(jié)構(gòu)畜伐，后者里定義存儲(chǔ)了具體的url模式和handler。
當(dāng)然躺率，所謂的ServeMux也實(shí)現(xiàn)了ServeHTTP接口玛界，也算是一個(gè)handler，不過(guò)ServeMux的ServeHTTP方法不是用來(lái)處理request和respone悼吱，而是用來(lái)找到路由注冊(cè)的handler慎框。
- http包有一個(gè)包級(jí)別變量DefaultServeMux，表示默認(rèn)路由：var DefaultServeMux = NewServeMux()后添，使用包級(jí)別的http.Handle()笨枯、http.HandleFunc()方法注冊(cè)處理器時(shí)都是注冊(cè)到該路由中。
// NewServeMux allocates and returns a new ServeMux.
func NewServeMux() *ServeMux { return new(ServeMux) }
// DefaultServeMux is the default ServeMux used by Serve.
var DefaultServeMux = &defaultServeMux
var defaultServeMux ServeMux
- ServeMux結(jié)構(gòu)體有ServeHTTP()方法（滿足Handler接口），主要用于間接調(diào)用它所保存的muxEntry中保存的Handler處理器的ServeHTTP()方法馅精。
HandlerFunc適配器
// The HandlerFunc type is an adapter to allow the use of
// ordinary functions as HTTP handlers. If f is a function
// with the appropriate signature, HandlerFunc(f) is a
// Handler that calls f.
type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
// ServeHTTP calls f(w, r).
func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
f(w, r)
}
- 自行定義的處理函數(shù)轉(zhuǎn)換為Handler類型就是HandlerFunc調(diào)用之后的結(jié)果严嗜，這個(gè)類型默認(rèn)就實(shí)現(xiàn)了ServeHTTP這個(gè)接口，即我們調(diào)用了HandlerFunc(f),強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換f成為HandlerFunc類型洲敢，這樣f就擁有了ServeHTTP方法漫玄。
Server
除了ServeMux和Handler，還有一個(gè)結(jié)構(gòu)Server需要了解沦疾。從http.ListenAndServe的源碼可以看出称近，它創(chuàng)建了一個(gè)server對(duì)象，并調(diào)用server對(duì)象的ListenAndServe方法：
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
return server.ListenAndServe()
}
查看server的結(jié)構(gòu)如下：
type Server struct {
Addr string
Handler Handler
ReadTimeout time.Duration
WriteTimeout time.Duration
TLSConfig *tls.Config
MaxHeaderBytes int
TLSNextProto map[string]func(*Server, *tls.Conn, Handler)
ConnState func(net.Conn, ConnState)
ErrorLog *log.Logger
disableKeepAlives int32 nextProtoOnce sync.Once
nextProtoErr error
}
server結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)了服務(wù)器處理請(qǐng)求常見(jiàn)的字段哮塞。其中Handler字段也保留Hander接口刨秆。如果Server接口沒(méi)有提供Handler結(jié)構(gòu)對(duì)象，那么會(huì)使用DefaultServeMux做Multiplexer忆畅。
創(chuàng)建HTTP服務(wù)
創(chuàng)建一個(gè)http服務(wù)衡未，大致需要經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程，首先需要注冊(cè)路由家凯，即提供url模式和handler函數(shù)的映射缓醋，其次就是實(shí)例化一個(gè)server對(duì)象，并開(kāi)啟對(duì)客戶端的監(jiān)聽(tīng)绊诲。
http.HandleFunc("/", indexHandler)
http.ListenAndServe("127.0.0.1:8000", nil)
或者
server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
server.ListenAndServe()
http注冊(cè)路由
? net/http包暴露的注冊(cè)路由的api很簡(jiǎn)單送粱，http.HandleFunc選取了DefaultServeMux作為multiplexer：
func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
}
? 實(shí)際上，DefaultServeMux是ServeMux的一個(gè)實(shí)例掂之。當(dāng)然http包也提供了NewServeMux方法創(chuàng)建一個(gè)ServeMux實(shí)例抗俄，默認(rèn)則創(chuàng)建一個(gè)DefaultServeMux：
// NewServeMux allocates and returns a new ServeMux.
func NewServeMux() *ServeMux {
return new(ServeMux)
}
// DefaultServeMux is the default ServeMux used by Serve.
var DefaultServeMux = &defaultServeMux
var defaultServeMux ServeMux
注意，go創(chuàng)建實(shí)例的過(guò)程中世舰，也可以使用指針?lè)绞蕉ⅲ?/p>
type Server struct{}
server := Server{}
和下面的一樣都可以創(chuàng)建Server的實(shí)例
var DefaultServer Server
var server = &DefalutServer
因此DefaultServeMux的HandleFunc(pattern,handler)方法實(shí)際是定義在ServeMux下的：
func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))
}
上述代碼中，HandlerFunc是一個(gè)函數(shù)類型跟压。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Handler接口的ServeHTTP方法胰蝠。使用HandlerFunc類型包裝一下路由定義的indexHandler函數(shù)，其目的就是為了讓這個(gè)函數(shù)也實(shí)現(xiàn)ServeHTTP方法震蒋，即轉(zhuǎn)變成一個(gè)handler處理器(函數(shù))茸塞。
type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
f(w, r)
}
一旦這樣做了，就意味著我們的indexHandler函數(shù)也有了ServeHTTP方法喷好。 此外翔横，ServeMux的Handle方法，將會(huì)對(duì)pattern和handler函數(shù)做一個(gè)map映射：
func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {
mux.mu.Lock()
defer mux.mu.Unlock()
if pattern == "" {
panic("http: invalid pattern " + pattern)
}
if handler == nil {
panic("http: nil handler")
}
if mux.m[pattern].explicit {
panic("http: multiple registrations for " + pattern)
}
if mux.m == nil {
mux.m = make(map[string]muxEntry)
}
mux.m[pattern] = muxEntry{explicit: true, h: handler, pattern: pattern}
if pattern[0] != '/' {
mux.hosts = true
}
n := len(pattern)
if n > 0 && pattern[n-1] == '/' && !mux.m[pattern[0:n-1]].explicit {
path := pattern
if pattern[0] != '/' {
path = pattern[strings.Index(pattern, "/"):]
}
url := &url.URL{Path: path}
mux.m[pattern[0:n-1]] = muxEntry{h: RedirectHandler(url.String(), StatusMovedPermanently), pattern: pattern}
}
}
由此可見(jiàn)梗搅，Handle函數(shù)的主要目的在于把handler和pattern模式綁定到map[string]muxEntry的map上禾唁，其中muxEntry保存了更多pattern和handler的信息效览。Server的m字段就是map[string]muxEntry這樣一個(gè)map。
此時(shí)荡短，pattern和handler的路由注冊(cè)完成丐枉。
開(kāi)啟監(jiān)聽(tīng)
注冊(cè)好路由之后，啟動(dòng)web服務(wù)還需要開(kāi)啟服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)掘托。http的ListenAndServer方法中可以看到創(chuàng)建了一個(gè)Server對(duì)象瘦锹，并調(diào)用了Server對(duì)象的同名方法：
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
return server.ListenAndServe()
}
func (srv Server) ListenAndServe() error {
addr := srv.Addr
if addr == "" {
addr = ":http"
}
ln, err := net.Listen("tcp", addr)
if err != nil {
return err
}
return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(net.TCPListener)})
}
Server的ListenAndServer方法中，會(huì)初始化監(jiān)聽(tīng)地址Addr闪盔，同時(shí)調(diào)用Listen方法設(shè)置監(jiān)聽(tīng)弯院。最后將監(jiān)聽(tīng)的TCP對(duì)象傳入Serve方法：
func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
defer l.Close()
...
baseCtx := context.Background()
ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
ctx = context.WithValue(ctx, LocalAddrContextKey, l.Addr())
for {
rw, e := l.Accept()
...
c := srv.newConn(rw)
c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return
go c.serve(ctx)
}
}
處理請(qǐng)求
監(jiān)聽(tīng)開(kāi)啟之后，一旦客戶端請(qǐng)求到底泪掀，go就開(kāi)啟一個(gè)協(xié)程處理請(qǐng)求听绳，主要邏輯都在server方法之中。
serve方法比較長(zhǎng)异赫，其主要職能就是椅挣，創(chuàng)建一個(gè)上下文對(duì)象，然后調(diào)用Listener的Accept方法用來(lái)獲取連接數(shù)據(jù)并使用newConn方法創(chuàng)建連接對(duì)象塔拳。最后使用goroutein協(xié)程的方式處理連接請(qǐng)求鼠证。因此每一個(gè)連接都開(kāi)啟了一個(gè)協(xié)程，請(qǐng)求的上下文都不同靠抑，同時(shí)又保證了go的高并發(fā)量九。serve也是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的方法：
func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
c.remoteAddr = c.rwc.RemoteAddr().String()
defer func() {
if err := recover(); err != nil {
const size = 64 << 10
buf := make([]byte, size)
buf = buf[:runtime.Stack(buf, false)]
c.server.logf("http: panic serving %v: %v\n%s", c.remoteAddr, err, buf)
}
if !c.hijacked() {
c.close()
c.setState(c.rwc, StateClosed)
}
}()
...
for {
w, err := c.readRequest(ctx)
if c.r.remain != c.server.initialReadLimitSize() {
// If we read any bytes off the wire, we're active.
c.setState(c.rwc, StateActive)
}
...
}
...
serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)
w.cancelCtx()
if c.hijacked() {
return
}
w.finishRequest()
if !w.shouldReuseConnection() {
if w.requestBodyLimitHit || w.closedRequestBodyEarly() {
c.closeWriteAndWait()
}
return
}
c.setState(c.rwc, StateIdle)
}
}
盡管serve很長(zhǎng)，里面的結(jié)構(gòu)和邏輯還是很清晰的颂碧，使用defer定義了函數(shù)退出時(shí)娩鹉，連接關(guān)閉相關(guān)的處理。然后就是讀取連接的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)稚伍，并處理讀取完畢時(shí)候的狀態(tài)。接下來(lái)就是調(diào)用serverHandler{c.server}.ServeHTTP（w,w.req)方法處理請(qǐng)求了戚宦。最后就是請(qǐng)求處理完畢的邏輯个曙。serverHandler是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，它僅有一個(gè)字段受楼，即Server結(jié)構(gòu)垦搬，同時(shí)它也實(shí)現(xiàn)了Hander接口方法ServeHTTP，同時(shí)它也實(shí)現(xiàn)了Handler接口方法ServeHTTP艳汽，并在該接口方法中做了一個(gè)重要的事情猴贰，初始化multiplexer路由多路復(fù)用器。如果server對(duì)象沒(méi)有制定Handler河狐，則使用默認(rèn)的DefaultServeMux作為路由Multiplexer米绕。并調(diào)用初始化Handler的ServeHTTP方法瑟捣。
type serverHandler struct {
srv *Server
}
func (sh serverHandler) ServeHTTP(rw ResponseWriter, req Request) {
handler := sh.srv.Handler
if handler == nil {
handler = DefaultServeMux
}
if req.RequestURI == "" && req.Method == "OPTIONS" {
handler = globalOptionsHandler{}
}
handler.ServeHTTP(rw, req)
}
這里DefaultServeMux的ServeHTTP方法其實(shí)也是定義在ServeMux結(jié)構(gòu)中的，相關(guān)代碼如下：
func (mux *ServeMux) (w ResponseWriter, r Request) {
if r.RequestURI == "" {
if r.ProtoAtLeast(1, 1) {
w.Header().Set("Connection", "close")
}
w.WriteHeader(StatusBadRequest)
return
}
h, _ := mux.Handler(r)
h.ServeHTTP(w, r)
}
func (mux *ServeMux) Handler(r *Request) (h Handler, pattern string) {
if r.Method != "CONNECT" {
if p := cleanPath(r.URL.Path); p != r.URL.Path {
_, pattern = mux.handler(r.Host, p)
url := *r.URL
url.Path = p
return RedirectHandler(url.String(), StatusMovedPermanently), pattern
}
}
return mux.handler(r.Host, r.URL.Path)
}
func (mux *ServeMux) handler(host, path string) (h Handler, pattern string) {
mux.mu.RLock()
defer mux.mu.RUnlock()
// Host-specific pattern takes precedence over generic ones
if mux.hosts {
h, pattern = mux.match(host + path)
}
if h == nil {
h, pattern = mux.match(path)
}
if h == nil {
h, pattern = NotFoundHandler(), ""
}
return
}
func (mux *ServeMux) match(path string) (h Handler, pattern string) {
var n = 0
for k, v := range mux.m {
if !pathMatch(k, path) {
continue
}
if h == nil || len(k) > n {
n = len(k)
h = v.h
pattern = v.pattern
}
}
return
}
mux的ServeHTTP方法通過(guò)調(diào)用其Handler方法尋找注冊(cè)到路由上的handler函數(shù)栅干，并調(diào)用該函數(shù)的ServeHTTP方法迈套。
mux的Handler方法對(duì)URL簡(jiǎn)單的處理，然后調(diào)用handler方法碱鳞，后者會(huì)創(chuàng)建一個(gè)鎖桑李，同時(shí)調(diào)用match方法返回一個(gè)handler和pattern。
在match方法中窿给，mux的m字段是map[string]muxEntry贵白，后者存儲(chǔ)了pattern和handler處理器函數(shù)，因此通過(guò)迭代m尋找出注冊(cè)路由的pattern模式與實(shí)際url匹配的handler函數(shù)并返回崩泡。
返回的結(jié)構(gòu)一直傳遞到mux的ServeHTTP方法禁荒，接下來(lái)調(diào)用handler函數(shù)的ServeHTTP方法，即IndexHandler函數(shù)允华，然后把reponse寫(xiě)到http.RequestWirter對(duì)象返回給客戶端圈浇。
上述函數(shù)運(yùn)行結(jié)束即serverHandler{c.server}.ServeHTTP（w, w.req)運(yùn)行結(jié)束。接下來(lái)就是對(duì)請(qǐng)求處理完畢之后上希望和連接斷開(kāi)的相關(guān)邏輯靴寂。
至此磷蜀，Golang中一個(gè)完整的http服務(wù)介紹完畢，包括注冊(cè)路由百炬，開(kāi)啟監(jiān)聽(tīng)褐隆，處理連接，路由處理函數(shù)。
最后總結(jié)一下：
GO Http執(zhí)行流程
首先調(diào)用Http.HandleFunc
按順序做了幾件事：
調(diào)用了DefaultServeMux的HandleFunc
調(diào)用了DefaultServeMux的Handle
往DefaultServeMux的map[string]muxEntry中增加對(duì)應(yīng)的handler和路由規(guī)則
其次調(diào)用http.ListenAndServe(":9090", nil) - nil使用默認(rèn)路由器
按順序做了幾件事情：
- 實(shí)例化Server
- 調(diào)用Server的ListenAndServe()
- 調(diào)用net.Listen("tcp", addr)監(jiān)聽(tīng)端口
- 啟動(dòng)一個(gè)for循環(huán)，在循環(huán)體中Accept請(qǐng)求
- 對(duì)每個(gè)請(qǐng)求實(shí)例化一個(gè)Conn馒稍，并且開(kāi)啟一個(gè)goroutine為這個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)go c.serve()
- 讀取每個(gè)請(qǐng)求的內(nèi)容w, err := c.readRequest()
- 判斷handler是否為空齐蔽，如果沒(méi)有設(shè)置handler（這個(gè)例子就沒(méi)有設(shè)置handler），handler就設(shè)置為DefaultServeMux
- 調(diào)用handler的ServeHttp
- 在這個(gè)例子中厨疙，下面就進(jìn)入到DefaultServeMux.ServeHttp
- 根據(jù)request選擇handler，并且進(jìn)入到這個(gè)handler的ServeHTTP mux.handler(r).ServeHTTP(w, r)
11 選擇handler：
A 判斷是否有路由能滿足這個(gè)request（循環(huán)遍歷ServeMux的muxEntry）
B 如果有路由滿足，調(diào)用這個(gè)路由handler的ServeHTTP
C 如果沒(méi)有路由滿足缴守，調(diào)用NotFoundHandler的ServeHTTP
