前面小節介紹了 Go 怎麼樣實現了 Web 工作模式的一個流程,這一小節,我們將詳細地解剖一下 http 套件,看它到底是怎樣實現整個過程的。
Go 的 http 有兩個核心功能:Conn、ServeMux
與我們一般編寫的 http 伺服器不同, Go 為了實現高併發和高效能, 使用了 goroutines 來處理 Conn 的讀寫事件, 這樣每個請求都能保持獨立,相互不會阻塞,可以高效的回應網路事件。這是 Go 高效的保證。
Go 在等待客戶端請求裡面是這樣寫的:
c, err := srv.newConn(rw)
if err != nil {
continue
}
go c.serve()
這裡我們可以看到客戶端的每次請求都會建立一個 Conn,這個 Conn 裡面儲存了該次請求的資訊,然後再傳遞到對應的 handler,該 handler 中便可以讀取到相應的 header 資訊,這樣保證了每個請求的獨立性。
我們前面小節講述 conn.server 的時候,其實內部是呼叫了 http 套件預設的路由器,透過路由器把本次請求的資訊傳遞到了後端的處理函式。那麼這個路由器是怎麼實現的呢?
它的結構如下:
type ServeMux struct {
mu sync.RWMutex //鎖,由於請求涉及到併發處理,因此這裡需要一個鎖機制
m map[string]muxEntry // 路由規則,一個 string 對應一個 mux 實體,這裡的 string 就是註冊的路由表示式
hosts bool // 是否在任意的規則中帶有 host 資訊
}
下面看一下 muxEntry
type muxEntry struct {
explicit bool // 是否精確匹配
h Handler // 這個路由表示式對應哪個 handler
pattern string //匹配字串
}
接著看一下 Handler 的定義
type Handler interface {
ServeHTTP(ResponseWriter, *Request) // 路由實現器
}
Handler 是一個介面,但是前一小節中的 sayhelloName
函式並沒有實現 ServeHTTP 這個介面,為什麼能新增呢?原來在 http 套件裡面還定義了一個型別HandlerFunc
,我們定義的函式 sayhelloName
就是這個 HandlerFunc 呼叫之後的結果,這個型別預設就實現了 ServeHTTP 這個介面,即我們呼叫了 HandlerFunc(f),強制型別轉換 f 成為 HandlerFunc 型別,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)
}
路由器裡面儲存好了相應的路由規則之後,那麼具體的請求又是怎麼分發的呢?請看下面的程式碼,預設的路由器實現了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後,如果是*
那麼關閉連結,不然呼叫mux.Handler(r)
回傳對應設定路由的處理 Handler,然後執行h.ServeHTTP(w, r)
也就是呼叫對應路由的 handler 的 ServerHTTP 介面,那麼 mux.Handler(r)怎麼處理的呢?
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
}
原來他是根據使用者請求的 URL 和路由器裡面儲存的 map 去匹配的,當匹配到之後回傳儲存的 handler,呼叫這個 handler 的 ServeHTTP 介面就可以執行到相應的函數了。
透過上面這個介紹,我們了解了整個路由過程,Go 其實支援外部實現的路由器 ListenAndServe
的第二個參數就是用以配置外部路由器的,它是一個 Handler 介面,即外部路由器只要實現了 Handler 介面就可以,我們可以在自己實現的路由器的 ServeHTTP 裡面實現自訂路由功能。
如下程式碼所示,我們自己實現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)
}
透過對 http 套件的分析之後,現在讓我們來梳理一下整個的程式碼執行過程。
-
首先呼叫 Http.HandleFunc
按順序做了幾件事:
1 呼叫了 DefaultServeMux 的 HandleFunc
2 呼叫了 DefaultServeMux 的 Handle
3 往 DefaultServeMux 的 map[string]muxEntry 中增加對應的 handler 和路由規則
-
其次呼叫 http.ListenAndServe(":9090", nil)
按順序做了幾件事情:
1 實體化 Server
2 呼叫 Server 的 ListenAndServe()
3 呼叫 net.Listen("tcp", addr)監聽埠
4 啟動一個 for 迴圈,在迴圈體中 Accept 請求
5 對每個請求實體化一個 Conn,並且開啟一個 goroutine 為這個請求進行服務 go c.serve()
6 讀取每個請求的內容 w, err := c.readRequest()
7 判斷 handler 是否為空,如果沒有設定 handler(這個例子就沒有設定 handler),handler 就設定為 DefaultServeMux
8 呼叫 handler 的 ServeHttp
9 在這個例子中,下面就進入到 DefaultServeMux.ServeHttp
10 根據 request 選擇 handler,並且進入到這個 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(迴圈遍歷 ServeMux 的 muxEntry)
B 如果有路由滿足,呼叫這個路由 handler 的 ServeHTTP
C 如果沒有路由滿足,呼叫 NotFoundHandler 的 ServeHTTP
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