3.4 Go的http套件詳解

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

Conn的goroutine

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，可以高效的響應網路事件。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。

ServeMux的自訂

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)返回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，當匹配到之後返回儲存的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，我們瞭解了整個路由過程，Go其實支援外部實現的路由器 ListenAndServe的第二個引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)
}

Go程式碼的執行流程

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 例項化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 對每個請求例項化一個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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