Go Web 基础概念与代码阅读
1. Go 搭建简单的web 服务
Go 语言里面提供了一个完善的 net/http 包，通过http 包可以很方便的就搭建起来一个可以运行的Web服务。同时使用这个包能很简单地对Web的路由，静态文件，模版，cookie等进行设置和操作。
$GOPATH/src/github.com/ironxu/go_note/web/basic/server.go 源码如下:
// http 包建立web 服务器
package main
import (
"fmt"
"log"
"net/http"
)
func sayhelloName(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
r.ParseForm()
fmt.Println("path:", r.URL.Path)
fmt.Fprintf(w, "hello go")
}
func main() {
http.HandleFunc("/", sayhelloName)
err := http.ListenAndServe(":9090", nil)
if err != nil {
log.Fatal("ListenAndServer: ", err)
}
}
go run server.go 即可启动http 服务，使用浏览器打开 http://localhost:9090 可以查看相应输出。
2. Go Web 服务讲解
本节介绍 Go Web 服务底层实现，包括注册路由和请求处理
2.1 HTTP 包运行机制
Go 实现Web 服务流程如下
- 创建
Listen Socket, 监听指定的端口, 等待客户端请求到来。 -
Listen Socket接受客户端的请求, 得到Client Socket, 接下来通过Client Socket与客户端通信。 - 处理客户端的请求, 首先从
Client Socket读取HTTP请求, 然后交给相应的handler处理请求, 最后将handler处理完毕的数据, 通过Client Socket写给客户端。
其中涉及服务器端的概念:
- Request：用户请求的信息，用来解析用户的请求信息，包括post、get、cookie、url等信息
- Conn：用户的每次请求链接
- Handler：处理请求和生成返回信息的处理逻辑
- Response：服务器需要反馈给客户端的信息
2.2 服务监听与请求处理过程
Go是通过一个ListenAndServe 监听服务，底层处理：初始化一个server对象，然后调用 net.Listen("tcp", addr)，监控我们设置的端口。
监控端口之后，调用 srv.Serve(net.Listener) 函数，处理接收客户端的请求信息。首先通过Listener 接收请求，其次创建一个Conn，最后单独开了一个goroutine，把这个请求的数据当做参数扔给这个conn去服务。go c.serve() 用户的每一次请求都是在一个新的goroutine去服务，相互不影响。
分配相应的函数处理请求: conn 首先会解析 request:c.readRequest(), 然后获取相应的handler:handler := c.server.Handler，这个是调用函数ListenAndServe 时候的第二个参数，例子传递的是nil，也就是为空，那么默认获取handler = DefaultServeMux。DefaultServeMux 是一个路由器，它用来匹配url跳转到其相应的handle函数
调用 http.HandleFunc("/", sayhelloName) 作用是注册了请求/的路由规则，将url 和handle 函数注册到DefaultServeMux 变量，最后调用DefaultServeMux 的ServeHTTP 方法，这个方法内部调用handle 函数。
流程图如下:
3. Web 服务代码实现
3.1 路由注册代码
1 调用 http.HandleFunc("/", sayhelloName) 注册路由
// /usr/local/go/src/net/http/server.go:2081
func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler) // DefaultServeMux 类型为 *ServeMux
}
2 使用默认 ServeMux
// :2027
func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))
}
3 注册路由策略 DefaultServeMux
func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {
mux.mu.Lock()
defer mux.mu.Unlock()
...
mux.m[pattern] = muxEntry{explicit: true, h: handler, pattern: pattern}
if pattern[0] != '/' {
mux.hosts = true
}
...
}
涉及数据结构
// :1900 ServeMux 默认实例是 DefaultServeMux
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
}
type muxEntry struct {
explicit bool
h Handler // 路由处理器
pattern string // url 匹配正则
}
type Handler interface {
ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
}
3.2 服务监听代码
1 调用 err := http.ListenAndServe(":9090", nil) 监听端口
// /usr/local/go/src/net/http/server.go:2349
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
server := &Server{Addr: addr, Handler: handler} // handler 为空
return server.ListenAndServe()
}
创建一个 Server 对象，并调用 Server 的 ListenAndServe()
2 监听TCP端口
// :2210
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)})
}
3 接收请求
// :2256
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() // 1. Listener 接收请求
if e != nil {
...
}
tempDelay = 0
c := srv.newConn(rw) // 2. 创建 *conn
c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return
go c.serve(ctx) // 3. 新启一个goroutine，将请求数据做为参数传给 conn，由这个新的goroutine 来处理这次请求
}
}
4 goroutine 处理请求
// Serve a new connection.
func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
...
// HTTP/1.x from here on.
c.r = &connReader{r: c.rwc}
c.bufr = newBufioReader(c.r)
c.bufw = newBufioWriterSize(checkConnErrorWriter{c}, 4<<10)
ctx, cancelCtx := context.WithCancel(ctx)
defer cancelCtx()
for {
w, err := c.readRequest(ctx) // 1. 获取请求数据
...
serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req) // 2. 处理请求 serverHandler, 对应下面第5步
w.cancelCtx()
if c.hijacked() {
return
}
w.finishRequest() // 3. 返回响应结果
if !w.shouldReuseConnection() {
if w.requestBodyLimitHit || w.closedRequestBodyEarly() {
c.closeWriteAndWait()
}
return
}
c.setState(c.rwc, StateIdle)
}
}
5 处理请求
func (sh serverHandler) ServeHTTP(rw ResponseWriter, req *Request) {
handler := sh.srv.Handler
if handler == nil {
handler = DefaultServeMux // ServeMux
}
if req.RequestURI == "*" && req.Method == "OPTIONS" {
handler = globalOptionsHandler{}
}
handler.ServeHTTP(rw, req)
}
5.1 handler.ServeHTTP(rw, req)
func (mux *ServeMux) ServeHTTP(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) // HandlerFunc, Handler
h.ServeHTTP(w, r)
}
5.2 执行处理
// ServeHTTP calls f(w, r).
func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
f(w, r)
}
涉及的数据类型
type Server struct {
Addr string // TCP address to listen on, ":http" if empty
Handler Handler // handler to invoke, http.DefaultServeMux if nil
ReadTimeout time.Duration // maximum duration before timing out read of the request
WriteTimeout time.Duration // maximum duration before timing out write of the response
...
}
type conn struct {
server *Server // server is the server on which the connection arrived.
rwc net.Conn // rwc is the underlying network connection. It is usually of type *net.TCPConn or *tls.Conn.
remoteAddr string // This is the value of a Handler's (*Request).RemoteAddr.
mu sync.Mutex // mu guards hijackedv, use of bufr, (*response).closeNotifyCh.
...
}
type serverHandler struct {
srv *Server
}
3.3 Go 代码的执行流程
调用Http.HandleFunc，按顺序做了几件事：
- 调用了DefaultServeMux的HandleFunc
- 调用了DefaultServeMux的Handle
- 往DefaultServeMux的map[string]muxEntry中增加对应的handler和路由规则
调用http.ListenAndServe(":9090", nil)，按顺序做了几件事情：
- 实例化Server
- 调用Server的ListenAndServe()
- 调用net.Listen("tcp", addr)监听端口
- 启动一个for循环，在循环体中Accept请求
- 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()
- 读取每个请求的内容w, err := c.readRequest()
- 判断handler是否为空，如果没有设置handler（这个例子就没有设置handler），handler就设置为DefaultServeMux
- 调用handler的ServeHttp
- 在这个例子中，下面就进入到DefaultServeMux.ServeHttp
- 根据request选择handler，并且进入到这个handler的ServeHTTP mux.handler(r).ServeHTTP(w, r)
- 选择handler：
A 判断是否有路由能满足这个request（循环遍历ServerMux的muxEntry）
B 如果有路由满足，调用这个路由handler的ServeHttp
C 如果没有路由满足，调用NotFoundHandler的ServeHttp
4. 自定义路由实现
定义的类型实现ServeHTTP 方法，即可实现自定义路由
package main
import (
"fmt"
"log"
"net/http"
)
type MyMux struct {}
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) {
r.ParseForm()
fmt.Println("path:", r.URL.Path)
fmt.Fprintf(w, "hello go")
}
func main() {
mux := &MyMux{}
err := http.ListenAndServe(":9090", mux)
if err != nil {
log.Fatal("ListenAndServer: ", err)
}
}
参考
可以关注我的微博了解更多信息: @刚刚小码农
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