3.4 Go的http包詳解

前面小節(jié)介紹了Go怎么樣實(shí)現(xiàn)了Web工作模式的一個流程，這一小節(jié)，我們將詳細(xì)地解剖一下http包，看它到底是怎樣實(shí)現(xiàn)整個過程的。

Go的http有兩個核心功能：Conn、ServeMux

Conn的goroutine

與我們一般編寫的http服務(wù)器不同, Go為了實(shí)現(xiàn)高并發(fā)和高性能, 使用了goroutines來處理Conn的讀寫事件, 這樣每個請求都能保持獨(dú)立，相互不會阻塞，可以高效的響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)事件。這是Go高效的保證。

Go在等待客戶端請求里面是這樣寫的：

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

這里我們可以看到客戶端的每次請求都會創(chuàng)建一個Conn，這個Conn里面保存了該次請求的信息，然后再傳遞到對應(yīng)的handler，該handler中便可以讀取到相應(yīng)的header信息，這樣保證了每個請求的獨(dú)立性。

ServeMux的自定義

我們前面小節(jié)講述conn.server的時(shí)候，其實(shí)內(nèi)部是調(diào)用了http包默認(rèn)的路由器，通過路由器把本次請求的信息傳遞到了后端的處理函數(shù)。那么這個路由器是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？

它的結(jié)構(gòu)如下：

type ServeMux struct {
    mu sync.RWMutex   //鎖，由于請求涉及到并發(fā)處理，因此這里需要一個鎖機(jī)制
    m  map[string]muxEntry  // 路由規(guī)則，一個string對應(yīng)一個mux實(shí)體，這里的string就是注冊的路由表達(dá)式
    hosts bool // 是否在任意的規(guī)則中帶有host信息
}

下面看一下muxEntry

type muxEntry struct {
    explicit bool   // 是否精確匹配
    h        Handler // 這個路由表達(dá)式對應(yīng)哪個handler
    pattern  string  //匹配字符串
}

接著看一下Handler的定義

type Handler interface {
    ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)  // 路由實(shí)現(xiàn)器
}

Handler是一個接口，但是前一小節(jié)中的sayhelloName函數(shù)并沒有實(shí)現(xiàn)ServeHTTP這個接口，為什么能添加呢？原來在http包里面還定義了一個類型HandlerFunc,我們定義的函數(shù)sayhelloName就是這個HandlerFunc調(diào)用之后的結(jié)果，這個類型默認(rèn)就實(shí)現(xiàn)了ServeHTTP這個接口，即我們調(diào)用了HandlerFunc(f),強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換f成為HandlerFunc類型，這樣f就擁有了ServeHTTP方法。

type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)

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

路由器里面存儲好了相應(yīng)的路由規(guī)則之后，那么具體的請求又是怎么分發(fā)的呢？請看下面的代碼，默認(rèn)的路由器實(shí)現(xiàn)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請求之后，如果是*那么關(guān)閉鏈接，不然調(diào)用mux.Handler(r)返回對應(yīng)設(shè)置路由的處理Handler，然后執(zhí)行h.ServeHTTP(w, r)

也就是調(diào)用對應(yīng)路由的handler的ServerHTTP接口，那么mux.Handler(r)怎么處理的呢？

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
}

原來他是根據(jù)用戶請求的URL和路由器里面存儲的map去匹配的，當(dāng)匹配到之后返回存儲的handler，調(diào)用這個handler的ServeHTTP接口就可以執(zhí)行到相應(yīng)的函數(shù)了。

通過上面這個介紹，我們了解了整個路由過程，Go其實(shí)支持外部實(shí)現(xiàn)的路由器 ListenAndServe的第二個參數(shù)就是用以配置外部路由器的，它是一個Handler接口，即外部路由器只要實(shí)現(xiàn)了Handler接口就可以,我們可以在自己實(shí)現(xiàn)的路由器的ServeHTTP里面實(shí)現(xiàn)自定義路由功能。

如下代碼所示，我們自己實(shí)現(xiàn)了一個簡易的路由器

package main

import (
    "fmt"
    "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) {
    fmt.Fprintf(w, "Hello myroute!")
}

func main() {
    mux := &MyMux{}
    http.ListenAndServe(":9090", mux)
}

Go代碼的執(zhí)行流程

通過對http包的分析之后，現(xiàn)在讓我們來梳理一下整個的代碼執(zhí)行過程。

• 首先調(diào)用Http.HandleFunc

  按順序做了幾件事：

  1 調(diào)用了DefaultServeMux的HandleFunc

  2 調(diào)用了DefaultServeMux的Handle

  3 往DefaultServeMux的map[string]muxEntry中增加對應(yīng)的handler和路由規(guī)則

• 其次調(diào)用http.ListenAndServe(":9090", nil)

  按順序做了幾件事情：

  1 實(shí)例化Server

  2 調(diào)用Server的ListenAndServe()

  3 調(diào)用net.Listen("tcp", addr)監(jiān)聽端口

  4 啟動一個for循環(huán)，在循環(huán)體中Accept請求

  5 對每個請求實(shí)例化一個Conn，并且開啟一個goroutine為這個請求進(jìn)行服務(wù)go c.serve()

  6 讀取每個請求的內(nèi)容w, err := c.readRequest()

  7 判斷handler是否為空，如果沒有設(shè)置handler（這個例子就沒有設(shè)置handler），handler就設(shè)置為DefaultServeMux

  8 調(diào)用handler的ServeHttp

  9 在這個例子中，下面就進(jìn)入到DefaultServeMux.ServeHttp

  10 根據(jù)request選擇handler，并且進(jìn)入到這個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request（循環(huán)遍歷ServerMux的muxEntry）

  B 如果有路由滿足，調(diào)用這個路由handler的ServeHttp

  C 如果沒有路由滿足，調(diào)用NotFoundHandler的ServeHttp