Go 的 http 包详解

超、凢脫俗 2021-07-24 22:37 472阅读 0赞

# 一 点睛 #

Go 的 http 有两个核心功能：Conn、ServeMux。

# 二 Conn 的 goroutine #

与一般编写的 http 服务器不同，Go 为了实现高并发和高性能，使用了 goroutines 来处理 Conn 的读写事件，这样每个请求都能保持独立，相互不会阻塞，可以高效的响应网络事件。

Go 在等待客户端请求里面是这样写的。

c, err := srv.newConn(rw)
    if err != nil {
        continue
    }
    go c.serve()

可以看到：客户端的每次请求都会创建一个 Conn，这个 Conn 里面保存了该次请求的信息，然后再传递到对应的 handler，该 handler 中便可以读取到相应的 header 信息，这样保证了每个请求的独立性。

# 三 ServeMux 的自定义 #

go web 内部会调用了 http 包默认的路由器，通过该路由器把本次请求的信息传递到了后端的处理函数。下面看看这个路由器的实现。

它的结构如下。

type ServeMux struct {
        mu sync.RWMutex // 锁，由于请求涉及到并发处理，因此这里需要一个锁机制
        m  map[string]muxEntry  // 路由规则，一个 string 对应一个 mux 实体，这里的 string 就是注册的路由表达式
        hosts bool // 是否在任意的规则中带有 host 信息
    }

下面再看一下 muxEntry 这个结构

type muxEntry struct {
        explicit bool   //  是否精确匹配
        h        Handler //  这个路由表达式对应哪个handler
        pattern  string  // 匹配字符串
    }

接下来看一下 Handler 的定义。

type Handler interface {
        ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)  // 路由实现器
    }

Handler 是一个接口，但是 sayhelloName 函数并没有实现 ServeHTTP 这个接口，实现原理是什么呢？原来在 http 包里面还定义了一个类型 HandlerFunc，它是一个函数类型，函数 sayhelloName 就是这个 HandlerFunc 调用之后的结果，这个类型默认就实现了 ServeHTTP 这个接口，即我们调用了HandlerFunc(f)，强制类型转换 f 成为 HandlerFunc 类型，这样 f 就拥有了 ServeHTTP 方法。

type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
    
    // ServeHTTP calls f(w, r).
    func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
        f(w, r)
    }

路由器里面存储好了相应的路由规则之后，那么具体的请求又是怎么分发的呢？请看下面的代码，默认的路由器实现了 ServeHTTP：

func (mux *ServeMux) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
        if r.RequestURI == "*" {
            w.Header().Set("Connection", "close")
            w.WriteHeader(StatusBadRequest)
            return
        }
        h, _ := mux.Handler(r)
        h.ServeHTTP(w, r)
    }

如上所示路由器接收到请求之后，如果是 \* 那么关闭链接，不然调用 mux.Handler(r) 返回对应设置路由的处理 Handler，然后执行 h.ServeHTTP(w, r)。也就是调用对应路由的 handler 的 ServerHTTP 接口，那么 mux.Handler(r) 怎么处理的呢？

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)
                return RedirectHandler(p, 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
    }

原来他是根据用户请求的URL和路由器里面存储的 map 去匹配的，当匹配到之后返回存储的 handler，调用这个 handler 的 ServeHTTP 接口就可以执行到相应的函数了。

通过上面这个介绍，我们了解了整个路由过程。

Go 其实支持外部实现的路由器。

ListenAndServe 的第二个参数就是用以配置外部路由器的，它是一个 Handler 接口，即外部路由器只要实现了 Handler 接口就可以。开发人员可以在自己实现的路由器的 ServeHTTP 里面实现自定义路由功能。

一个简易的路由器代码如下。

package main
    
    import (
        "fmt"
        "net/http"
    )
    // 自定义路由器
    type MyMux struct {
    }
    
    // 实现 Handler 接口中的 ServeHTTP 方法。
    func (p *MyMux) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        if r.URL.Path == "/" {
            sayhelloName(w, r)
            return
        }
        http.NotFound(w, r)
        return
    }
    
    func sayhelloName(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Fprintf(w, "Hello myroute!")
    }
    
    func main() {
        mux := &MyMux{}
        http.ListenAndServe(":9090", mux)
    }

测试

![20210606120034342.png][]

# 四 Go 代码的执行流程 #

下面看看下面代码是怎样执行的。

func main() {
       http.HandleFunc("/", sayhelloName)       // 设置访问的路由
       err := http.ListenAndServe(":9090", nil) // 设置监听的端口
       if err != nil {
          log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
       }
    }

## 1 首先调用Http.HandleFunc ##

按顺序做了几件事。

a 调用了 DefaultServeMux 的 HandleFunc

b 调用了 DefaultServeMux 的 Handle

c 往 DefaultServeMux 的 map\[string\]muxEntry 中增加对应的 handler 和路由规则。

## 2 其次调用http.ListenAndServe(":9090", nil) ##

按顺序做了几件事情。

a 实例化 Server

b 调用 Server 的 ListenAndServe()

c 调用 net.Listen("tcp", addr) 监听端口

d 启动一个 for 循环，在循环体中 Accept 请求

e 对每个请求实例化一个 Conn，并且开启一个 goroutine 为这个请求进行服务 go c.serve()