# 3.3 Go如何使得Web工作

前面小节介绍了如何通过Go搭建一个Web服务，我们可以看到简单应用一个net/http包就方便的搭建起来了。那么Go在底层到底是怎么做的呢？万变不离其宗，Go的Web服务工作也离不开我们第一小节介绍的Web工作方式。

## web工作方式的几个概念

以下均是服务器端的几个概念

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

Response：服务器需要反馈给客户端的信息

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

## 分析http包运行机制

下图是Go实现Web服务的工作模式的流程图

![](images/3.3.http.png?raw=true)

图3.9 http包执行流程

1. 创建Listen Socket, 监听指定的端口, 等待客户端请求到来。

2. 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。

3. 处理客户端的请求, 首先从Client Socket读取HTTP请求的协议头, 如果是POST方法, 还可能要读取客户端提交的数据, 然后交给相应的handler处理请求, handler处理完毕准备好客户端需要的数据, 通过Client Socket写给客户端。

这整个的过程里面我们只要了解清楚下面三个问题，也就知道Go是如何让Web运行起来了

- 如何监听端口？
- 如何接收客户端请求？
- 如何分配handler？

前面小节的代码里面我们可以看到，Go是通过一个函数`ListenAndServe`来处理这些事情的，其实现源码如下：

```Go
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
	server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
	return server.ListenAndServe()
}

```

`ListenAndServe`会初始化一个`sever`对象，然后调用了`Server`对象的方法`ListenAndServe`。其源码如下：

```Go
func (srv *Server) ListenAndServe() error {
	if srv.shuttingDown() {
		return ErrServerClosed
	}
	addr := srv.Addr
	if addr == "" {
		addr = ":http"
	}
	ln, err := net.Listen("tcp", addr)
	if err != nil {
		return err
	}
	return srv.Serve(ln)
}

```

`ListenAndServe`调用了`net.Listen("tcp", addr)`，也就是底层用TCP协议搭建了一个服务，最后调用`src.Serve`监控我们设置的端口。监控之后如何接收客户端的请求呢？

`Serve`的具体实现如下(为突出重点，仅展示关键代码)，通过下面的分析源码我们可以看到客户端请求的具体处理过程：

```Go

func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
	...

	ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
	for {
		rw, err := l.Accept()
		...

		connCtx := ctx
		if cc := srv.ConnContext; cc != nil {
			connCtx = cc(connCtx, rw)
			if connCtx == nil {
				panic("ConnContext returned nil")
			}
		}
		tempDelay = 0
		c := srv.newConn(rw)
		c.setState(c.rwc, StateNew, runHooks) // before Serve can return
		go c.serve(connCtx)
	}
}

```

这个函数里面起了一个`for{}`，首先通过Listener接收请求：`l.Accept()`，其次创建一个Conn：`c := srv.newConn(rw)`，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(connCtx)`。这个就是高并发体现了，用户的每一次请求都是在一个新的goroutine去服务，相互不影响。

那么如何具体分配到相应的函数来处理请求呢？我们继续分析conn的`serve`方法，其源码如下(为突出重点，仅展示关键代码)：

```Go
func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
    ...

	ctx, cancelCtx := context.WithCancel(ctx)
	c.cancelCtx = cancelCtx
	defer cancelCtx()

	c.r = &connReader{conn: c}
	c.bufr = newBufioReader(c.r)
	c.bufw = newBufioWriterSize(checkConnErrorWriter{c}, 4<<10)

	for {
		w, err := c.readRequest(ctx)
        ...

		// 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()
        ...

	}
}
```

conn首先会解析request:`w, err := c.readRequest(ctx)`, 然后获取相应的handler去处理请求:`serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)`，`ServeHTTP`的具体实现如下：

```Go
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)
}
```

`sh.srv.Handler`就是我们刚才在调用函数`ListenAndServe`时候的第二个参数，我们前面例子传递的是nil，也就是为空，那么默认获取`handler = DefaultServeMux`,那么这个变量用来做什么的呢？对，这个变量就是一个路由器，它用来匹配url跳转到其相应的handle函数，那么这个我们有设置过吗?有，我们调用的代码里面第一句不是调用了`http.HandleFunc("/", sayhelloName)`嘛。这个作用就是注册了请求`/`的路由规则，当请求uri为"/"，路由就会转到函数sayhelloName，DefaultServeMux会调用ServeHTTP方法，这个方法内部其实就是调用sayhelloName本身，最后通过写入response的信息反馈到客户端。

详细的整个流程如下图所示：

![](images/3.3.illustrator.png?raw=true)

图3.10 一个http连接处理流程

至此我们的三个问题已经全部得到了解答，你现在对于Go如何让Web跑起来的是否已经基本了解了呢？

## links

* [目录](<preface.md>)
* 上一节: [GO搭建一个简单的web服务](<03.2.md>)
* 下一节: [Go的http包详解](<03.4.md>)