在Go里你只需以下幾行代碼就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)http服務(wù)是的沒錯(cuò)，不需要容器，不需要服務(wù)器軟件。
func main() {
/**
第一個(gè)參數(shù)：pattern string,
第二個(gè)參數(shù)：handler func(ResponseWriter, *Request)
*/
http.HandleFunc("/", sayHello) // 設(shè)置訪問的路由
/**
第一個(gè)參數(shù)addr：監(jiān)聽地址
第二個(gè)參數(shù)handler：通常為空，意味著服務(wù)端調(diào)用http.DefaultServerMux進(jìn)行處理，
而服務(wù)端編寫的業(yè)務(wù)邏輯處理程序http.Handle()或http.HandleFunc()默認(rèn)注入http.DefaultServeMux中
*/
err := http.ListenAndServe(":8080", nil) //設(shè)置監(jiān)聽的端口
if err != nil {
log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
}
可以看到，是http.ListenAndServer（"8080",nil）這個(gè)方法開啟了一個(gè)http服務(wù)，讓我們追進(jìn)去看看，實(shí)際上，初始化一個(gè)server對(duì)象，調(diào)用了 server 的 ListenAndServe 方法。
下面就是Go/Http服務(wù)的流程
想要看懂這張圖，先來了解幾個(gè)結(jié)構(gòu)
Handler
任何結(jié)構(gòu)體，只要實(shí)現(xiàn)了ServeHTTP方法，這個(gè)結(jié)構(gòu)就可以稱之為handler對(duì)象。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)。
這個(gè)handler其實(shí)就是真正的處理函數(shù)
type Handler interface {
ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
}
ServeMux
ServeMux結(jié)構(gòu)中最重要的字段為m，這是一個(gè)map，key是一些url模式，value是一個(gè)muxEntry結(jié)構(gòu)，后者里定義存儲(chǔ)了具體的url模式和handler。
m就將路由與相應(yīng)處理函數(shù)綁定了
type ServeMux struct {
mu sync.RWMutex
m map[string]muxEntry
es []muxEntry // slice of entries sorted from longest to shortest.
hosts bool // whether any patterns contain hostnames
}
type muxEntry struct {
h Handler
pattern string
}
Server
下面省去了很多部分，我們只關(guān)心一下重點(diǎn)的部分
server結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)了服務(wù)器處理請(qǐng)求常見的字段。其中Handler字段也保留Handler接口。如果Server接口沒有提供Handler結(jié)構(gòu)對(duì)象，那么會(huì)使用DefautServeMux做multiplexer,(可以看到官方就是這么說的)
type Server struct {
Addr string
//Server也實(shí)現(xiàn)了Handler接口
Handler Handler // handler to invoke, http.DefaultServeMux if nil
// https
TLSConfig *tls.Config
ReadTimeout time.Duration
ReadHeaderTimeout time.Duration
WriteTimeout time.Duration
IdleTimeout time.Duration
MaxHeaderBytes int
mu sync.Mutex
listeners map[*net.Listener]struct{}
activeConn map[*conn]struct{}
doneChan chan struct{}
onShutdown []func()
}
HTTP服務(wù)
創(chuàng)建一個(gè)http服務(wù)，大致需要經(jīng)歷兩個(gè)過程，首先需要注冊(cè)路由，即提供url模式和handler函數(shù)的映射，其次就是實(shí)例化一個(gè)server對(duì)象，并開啟對(duì)客戶端的監(jiān)聽。
注冊(cè)路由
http包提供了默認(rèn)的DefaultServeMux作為路由解析器
// Handle registers the handler for the given pattern
// in the DefaultServeMux.
// The documentation for ServeMux explains how patterns are matched.
func Handle(pattern string, handler Handler) { DefaultServeMux.Handle(pattern, handler) }
// HandleFunc registers the handler function for the given pattern
// in the DefaultServeMux.
// The documentation for ServeMux explains how patterns are matched.
func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
}
// Handle registers the handler for the given pattern.
// If a handler already exists for pattern, Handle panics.
func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {
mux.mu.Lock()
defer mux.mu.Unlock()
if pattern == "" {
panic("http: invalid pattern")
}
if handler == nil {
panic("http: nil handler")
}
if _, exist := mux.m[pattern]; exist {
panic("http: multiple registrations for " + pattern)
}
if mux.m == nil {
mux.m = make(map[string]muxEntry)
}
e := muxEntry{h: handler, pattern: pattern}
mux.m[pattern] = e
if pattern[len(pattern)-1] == '/' {
mux.es = appendSorted(mux.es, e)
}
if pattern[0] != '/' {
mux.hosts = true
}
}
這個(gè)就是路由與handler的綁定，很好理解
// HandleFunc registers the handler function for the given pattern.
func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
if handler == nil {
panic("http: nil handler")
}
//HandlerFunc(handler)，注意這里將handler轉(zhuǎn)成了HandlerFunc類型
mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))
}
HandlerFunc是一個(gè)函數(shù)類型。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了Handler接口的ServeHTTP方法。使用HandlerFunc類型包裝一下路由定義的sayHello函數(shù)(類型轉(zhuǎn)換)，
HandlerFunc(handler)
其目的就是為了讓這個(gè)函數(shù)也實(shí)現(xiàn)ServeHTTP方法，即轉(zhuǎn)變成一個(gè)handler處理器(函數(shù))。
// 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)
}
一旦這樣做了，就意味著我們的 sayHello函數(shù)也有了ServeHTTP方法。
此外，ServeMux的Handle方法，將會(huì)對(duì)pattern和handler函數(shù)做一個(gè)map映射
可以看到其實(shí)DefaultServeMux就是ServeMux的一個(gè)實(shí)例，當(dāng)然我們也可以創(chuàng)建自己的ServeMux，http包也提供了這個(gè)方法。
很多框架其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)了自己的ServeMux
// 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
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，其中muxEntry保存了更多pattern和handler的信息，還記得前面討論的Server結(jié)構(gòu)嗎？Server的m字段就是map[string]muxEntry這樣一個(gè)map。
此時(shí)，pattern和handler的路由注冊(cè)完成。接下來就是如何開始server的監(jiān)聽，以接收客戶端的請(qǐng)求。
server監(jiān)聽
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
return server.ListenAndServe()
}
這里初始化了一個(gè)Server，這里的Handler也提到了，為nil的話會(huì)使用默認(rèn)使用http.DefaultServeMux，當(dāng)然你也可以自己初始化，而很多框架就是這么干的。
func (srv *Server) ListenAndServe() error {
//如果正在關(guān)閉服務(wù)，就返回一個(gè)var ErrServerClosed = errors.New("http: Server closed")
if srv.shuttingDown() {
return ErrServerClosed
}
addr := srv.Addr
if addr == "" {
addr = ":http"
}
//開啟tcp端口監(jiān)聽
ln, err := net.Listen("tcp", addr)
if err != nil {
return err
}
//server服務(wù)的
return srv.Serve(ln)
}
這里就是開啟了一個(gè)監(jiān)聽，并把這個(gè)監(jiān)聽傳給Serve函數(shù)，讓它做相應(yīng)的處理?？吹竭@兩個(gè)函數(shù)返回類型都是error
func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error
監(jiān)聽開啟之后，一旦客戶端請(qǐng)求到底，go就開啟一個(gè)協(xié)程處理請(qǐng)求，主要邏輯都在serve方法之中。
serve方法比較長，其主要職能就是，創(chuàng)建一個(gè)上下文對(duì)象，然后調(diào)用Listener的Accept方法用來 獲取連接數(shù)據(jù)并使用newConn方法創(chuàng)建連接對(duì)象。最后使用goroutein協(xié)程的方式處理連接請(qǐng)求。因?yàn)槊恳粋€(gè)連接都開起了一個(gè)協(xié)程，請(qǐng)求的上下文都不同，同時(shí)又保證了go的高并發(fā)。serve也是一個(gè)長長的方法：
func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
//測(cè)試鉤子
if fn := testHookServerServe; fn != nil {
fn(srv, l) // call hook with unwrapped listener
}
origListener := l
//這里將傳入的l封裝成onceClose類型，oncloseListener包裝一個(gè)net.Listener，
//以保護(hù)它免受多個(gè)Close調(diào)用的影響。
l = &onceCloseListener{Listener: l}
defer l.Close()
if err := srv.setupHTTP2_Serve(); err != nil {
return err
}
if !srv.trackListener(&l, true) {
return ErrServerClosed
}
defer srv.trackListener(&l, false)
//這里創(chuàng)建了一個(gè)上下文，有興趣的也可以去看看Context的源碼分析，主要用于控制goroutine
//BaseContext可選地指定一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)返回此服務(wù)器上傳入請(qǐng)求的基本上下文。
//提供的Listener是即將開始接受請(qǐng)求的特定Listener。如果BaseContext為nil，
//則默認(rèn)值為context.Background（）。如果非nil，則為 必須返回非nil上下文。
baseCtx := context.Background()
if srv.BaseContext != nil {
baseCtx = srv.BaseContext(origListener)
if baseCtx == nil {
panic("BaseContext returned a nil context")
}
}
var tempDelay time.Duration // how long to sleep on accept failure
//寫入一個(gè)值
//ServerContextKey = &contextKey{"http-server"}
//ServerContextKey是上下文key。
//可以在帶有Context.Value的HTTP處理程序中使用它來訪問啟動(dòng)處理程序的服務(wù)器。
//關(guān)聯(lián)的值將為* Server類型。
ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
for {
//從l里一直接收請(qǐng)求
// Accept waits for and returns the next connection to the listener.
rw, err := l.Accept()
if err != nil {
select {
//外部主動(dòng)調(diào)用close方法
case <-srv.getDoneChan():
return ErrServerClosed
default:
}
//嘗試等待，重新嘗試
if ne, ok := err.(net.Error); ok && ne.Temporary() {
if tempDelay == 0 {
tempDelay = 5 * time.Millisecond
} else {
tempDelay *= 2
}
if max := 1 * time.Second; tempDelay > max {
tempDelay = max
}
srv.logf("http: Accept error: %v; retrying in %v", err, tempDelay)
time.Sleep(tempDelay)
continue
}
return err
}
connCtx := ctx
//ConnContext可選地指定一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)修改用于新連接的上下文c。
//提供的ctx派生自基本上下文，并且具有ServerContextKeyvalue。
if cc := srv.ConnContext; cc != nil {
connCtx = cc(connCtx, rw)
if connCtx == nil {
panic("ConnContext returned nil")
}
}
//重置時(shí)延并創(chuàng)建新連接
tempDelay = 0
c := srv.newConn(rw)
c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return
go c.serve(connCtx)
}
}
再來看看serve函數(shù)
// Serve a new connection.
func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
//獲取遠(yuǎn)程地址
c.remoteAddr = c.rwc.RemoteAddr().String()
//保存本地地址
ctx = context.WithValue(ctx, LocalAddrContextKey, c.rwc.LocalAddr())
//defer收尾工作
defer func() {
if err := recover(); err != nil && err != ErrAbortHandler {
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)
}
}()
//安全連接
if tlsConn, ok := c.rwc.(*tls.Conn); ok {
if d := c.server.ReadTimeout; d != 0 {
c.rwc.SetReadDeadline(time.Now().Add(d))
}
if d := c.server.WriteTimeout; d != 0 {
c.rwc.SetWriteDeadline(time.Now().Add(d))
}
//握手
if err := tlsConn.Handshake(); err != nil {
// If the handshake failed due to the client not speaking
// TLS, assume they're speaking plaintext HTTP and write a
// 400 response on the TLS conn's underlying net.Conn.
if re, ok := err.(tls.RecordHeaderError); ok && re.Conn != nil && tlsRecordHeaderLooksLikeHTTP(re.RecordHeader) {
io.WriteString(re.Conn, "HTTP/1.0 400 Bad Request\r\n\r\nClient sent an HTTP request to an HTTPS server.\n")
re.Conn.Close()
return
}
c.server.logf("http: TLS handshake error from %s: %v", c.rwc.RemoteAddr(), err)
return
}
c.tlsState = new(tls.ConnectionState)
*c.tlsState = tlsConn.ConnectionState()
if proto := c.tlsState.NegotiatedProtocol; validNextProto(proto) {
if fn := c.server.TLSNextProto[proto]; fn != nil {
h := initALPNRequest{ctx, tlsConn, serverHandler{c.server}}
fn(c.server, tlsConn, h)
}
return
}
}
// HTTP/1.x from here on.
//封裝取消
ctx, cancelCtx := context.WithCancel(ctx)
c.cancelCtx = cancelCtx
defer cancelCtx()
//把連接封裝到讀的結(jié)構(gòu)體
c.r = &connReader{conn: c}
//緩沖IO
c.bufr = newBufioReader(c.r)
//
c.bufw = newBufioWriterSize(checkConnErrorWriter{c}, 4<<10)
//讀取多次請(qǐng)求的包
for {
//w是一個(gè)Response
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)
}
//這里是錯(cuò)誤處理就略過了
// HTTP cannot have multiple simultaneous active requests.[*]
// Until the server replies to this request, it can't read another,
// so we might as well run the handler in this goroutine.
// [*] Not strictly true: HTTP pipelining. We could let them all process
// in parallel even if their responses need to be serialized.
// But we're not going to implement HTTP pipelining because it
// was never deployed in the wild and the answer is HTTP/2.
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)
c.curReq.Store((*response)(nil))
if !w.conn.server.doKeepAlives() {
// We're in shutdown mode. We might've replied
// to the user without "Connection: close" and
// they might think they can send another
// request, but such is life with HTTP/1.1.
return
}
if d := c.server.idleTimeout(); d != 0 {
c.rwc.SetReadDeadline(time.Now().Add(d))
if _, err := c.bufr.Peek(4); err != nil {
return
}
}
c.rwc.SetReadDeadline(time.Time{})
}
}
盡管serve很長，里面的結(jié)構(gòu)和邏輯還是很清晰的，使用defer定義了函數(shù)退出時(shí)，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)，并處理讀取完畢時(shí)候的狀態(tài)。接下來就是調(diào)用serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)方法處理請(qǐng)求了。最后就是請(qǐng)求處理完畢的邏輯。serverHandler是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，它近有一個(gè)字段，即Server結(jié)構(gòu)，同時(shí)它也實(shí)現(xiàn)了Handler接口方法ServeHTTP，并在該接口方法中做了一個(gè)重要的事情，初始化multiplexer路由多路復(fù)用器。如果server對(duì)象沒有指定Handler，則使用默認(rèn)的DefaultServeMux作為路由Multiplexer。并調(diào)用初始化Handler的ServeHTTP方法。
serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)
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) 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)
h.ServeHTTP(w, r)
}
Handler函數(shù)如下
Handler返回用于給定請(qǐng)求的處理程序，r.Method，r.Host和r.URL.Path。 它總是返回一個(gè)非nilhandler。 如果路徑的格式不規(guī)范，則該handler將是內(nèi)部生成的處理程序，該handler將重定向到規(guī)范路徑。 如果主機(jī)包含端口，則在匹配handler時(shí)將忽略該端口。
//
// CONNECT請(qǐng)求的路徑和主機(jī)保持不變。
//
//handler還會(huì)返回與請(qǐng)求匹配的注冊(cè)pattern，如果是內(nèi)部生成的重定向，則將返回在重定向之后匹配的pattern。
//
//如果沒有適用于該請(qǐng)求的注冊(cè)handler，則處理程序返回一個(gè)“找不到頁面”handler和一個(gè)空pattern。
func (mux *ServeMux) Handler(r *Request) (h Handler, pattern string) {
// CONNECT requests are not canonicalized.
if r.Method == "CONNECT" {
// If r.URL.Path is /tree and its handler is not registered,
// the /tree -> /tree/ redirect applies to CONNECT requests
// but the path canonicalization does not.
if u, ok := mux.redirectToPathSlash(r.URL.Host, r.URL.Path, r.URL); ok {
return RedirectHandler(u.String(), StatusMovedPermanently), u.Path
}
return mux.handler(r.Host, r.URL.Path)
}
// All other requests have any port stripped and path cleaned
// before passing to mux.handler.
host := stripHostPort(r.Host)
path := cleanPath(r.URL.Path)
// If the given path is /tree and its handler is not registered,
// redirect for /tree/.
if u, ok := mux.redirectToPathSlash(host, path, r.URL); ok {
return RedirectHandler(u.String(), StatusMovedPermanently), u.Path
}
if path != r.URL.Path {
_, pattern = mux.handler(host, path)
url := *r.URL
url.Path = path
return RedirectHandler(url.String(), StatusMovedPermanently), pattern
}
return mux.handler(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) {
// Check for exact match first.
v, ok := mux.m[path]
if ok {
return v.h, v.pattern
}
// Check for longest valid match. mux.es contains all patterns
// that end in / sorted from longest to shortest.
for _, e := range mux.es {
if strings.HasPrefix(path, e.pattern) {
return e.h, e.pattern
}
}
return nil, ""
}
h, _ := mux.Handler(r)
h.ServeHTTP(w, r)
h, _ := mux.Handler(r)在找到對(duì)應(yīng)的Handler之后 就執(zhí)行他的ServeHTTP方法，也就是我們定義的真正的handler處理業(yè)務(wù)邏輯的方法。
結(jié)束
至此，整個(gè)http服務(wù)的流程已經(jīng)講清楚了，當(dāng)然里面還有很多細(xì)節(jié)沒說，比如reponse和request的結(jié)構(gòu)，這些就留給大家去看了。
