3.4 Go的http包详解

前面小节介绍了Go怎么样实现了Web工作模式的一个流程，这一小节，我们将详细地解剖一下http包，看它到底是怎样实现整个过程的。

Go的http有两个核心功能：Conn、ServeMux

Conn的goroutine

与我们一般编写的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。这是Go高效的保证。

Go在等待客户端请求里面是这样写的：

  2. c, err := srv.newConn(rw)
  3. if err != nil {
  4.     continue
  5. }
  6. go c.serve()

这里我们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。

ServeMux的自定义

我们前面小节讲述conn.server的时候，其实内部是调用了http包默认的路由器，通过路由器把本次请求的信息传递到了后端的处理函数。那么这个路由器是怎么实现的呢？

它的结构如下：

  2. type ServeMux struct {
  3.     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
  4.     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
  5.     hosts bool // 是否在任意的规则中带有host信息
  6. }

下面看一下muxEntry

  2. type muxEntry struct {
  3.     explicit bool   // 是否精确匹配
  4.     h        Handler // 这个路由表达式对应哪个handler
  5.     pattern  string  //匹配字符串
  6. }

接着看一下Handler的定义

  2. type Handler interface {
  3.     ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)  // 路由实现器
  4. }

Handler是一个接口，但是前一小节中的sayhelloName函数并没有实现ServeHTTP这个接口，为什么能添加呢？原来在http包里面还定义了一个类型HandlerFunc,我们定义的函数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。

  2. type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
  4. // ServeHTTP calls f(w, r).
  5. func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
  6.     f(w, r)
  7. }

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：

  2. func (mux *ServeMux) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
  3.     if r.RequestURI == "*" {
  4.         w.Header().Set("Connection", "close")
  5.         w.WriteHeader(StatusBadRequest)
  6.         return
  7.     }
  8.     h, _ := mux.Handler(r)
  9.     h.ServeHTTP(w, r)
  10. }

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？

  2. func (mux *ServeMux) Handler(r *Request) (h Handler, pattern string) {
  3.     if r.Method != "CONNECT" {
  4.         if p := cleanPath(r.URL.Path); p != r.URL.Path {
  5.             _, pattern = mux.handler(r.Host, p)
  6.             return RedirectHandler(p, StatusMovedPermanently), pattern
  7.         }
  8.     }    
  9.     return mux.handler(r.Host, r.URL.Path)
  10. }
  12. func (mux *ServeMux) handler(host, path string) (h Handler, pattern string) {
  13.     mux.mu.RLock()
  14.     defer mux.mu.RUnlock()
  16.     // Host-specific pattern takes precedence over generic ones
  17.     if mux.hosts {
  18.         h, pattern = mux.match(host + path)
  19.     }
  20.     if h == nil {
  21.         h, pattern = mux.match(path)
  22.     }
  23.     if h == nil {
  24.         h, pattern = NotFoundHandler(), ""
  25.     }
  26.     return
  27. }

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,我们可以在自己实现的路由器的ServeHTTP里面实现自定义路由功能。

如下代码所示，我们自己实现了一个简易的路由器

  2. package main
  4. import (
  5.     "fmt"
  6.     "net/http"
  7. )
  9. type MyMux struct {
  10. }
  12. func (p *MyMux) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  13.     if r.URL.Path == "/" {
  14.         sayhelloName(w, r)
  15.         return
  16.     }
  17.     http.NotFound(w, r)
  18.     return
  19. }
  21. func sayhelloName(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  22.     fmt.Fprintf(w, "Hello myroute!")
  23. }
  25. func main() {
  26.     mux := &MyMux{}
  27.     http.ListenAndServe(":9090", mux)
  28. }

Go代码的执行流程

通过对http包的分析之后，现在让我们来梳理一下整个的代码执行过程。

  • 首先调用Http.HandleFunc

    按顺序做了几件事：

    1 调用了DefaultServeMux的HandleFunc

    2 调用了DefaultServeMux的Handle

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

  • 其次调用http.ListenAndServe(“:9090”, nil)

    按顺序做了几件事情：

    1 实例化Server

    2 调用Server的ListenAndServe()

    3 调用net.Listen(“tcp”, addr)监听端口

    4 启动一个for循环，在循环体中Accept请求

    5 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()

    6 读取每个请求的内容w, err := c.readRequest()

    7 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

    8 调用handler的ServeHttp

    9 在这个例子中，下面就进入到DefaultServeMux.ServeHttp

    10 根据request选择handler，并且进入到这个handler的ServeHTTP

    1.   mux.handler(r).ServeHTTP(w, r)

    11 选择handler：

    A 判断是否有路由能满足这个request（循环遍历ServeMux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