Golang web之http标准库简析

coding910
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本文首先介绍使用http标准库搭建web服务，共三种方式，然后简析内部实现原理，最后对http的使用做出总结。阅读本文需要简单的go基础知识和web开发相关知识。

1.使用http搭建简单的web服务

1.1 单个handler形式

func main() {
	server := http.Server{
    	Addr:    "127.0.0.1:8081",
    	Handler: &helloHandler{},
	}
	_ = server.ListenAndServe()
}
type helloHandler struct{}

func (h *helloHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	_, _ = fmt.Fprintf(w, "hello World")
}
  • 监听8081端口。
  • 只有一个Handler的实现，所有的请求都由helloHandler的ServeHTTP方法处理。访问localhost:8081、localhost:8081/a、localhost:8081/a/a都返回hello World。
  • 显然此方式很简陋无法满足需求。

1.2 多个handler

func main() {
	server2 := http.Server{
    	Addr: "127.0.0.1:8082",
	}
	http.Handle("/hello", &helloHandler{})
	http.Handle("/hi", &hiHandler{})
	_ = server2.ListenAndServe()
}

type helloHandler struct{}
func (h *helloHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	_, _ = fmt.Fprintf(w, "hello World")
}

type hiHandler struct{}
func (h *hiHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	_, _ = fmt.Fprintf(w, "hi World")
}
  • 监听8082端口。
  • 注册了/hello、/hi两个路由，helloHandler、hiHandler的ServeHTTP方法分别处理。
  • 方式一相比较，没有为Server指定Handler属性。而http库为我们默认指定了一个名称为DefaultServeMux（server.go:2196）的Handler。 可以自己指定Handler，如下。
    mux := http.NewServeMux()
	mux.Handle("/hello", &helloHandler{})
	mux.Handle("/hi", &hiHandler{})
	
	server2 := http.Server{
    	Addr: "127.0.0.1:8082",
    	Handler:mux,
	}

1.3 HandlerFunc

func main() {
	server3 := http.Server{
    	Addr: "127.0.0.1:8083",
	}
	http.HandleFunc("/hello", helloFunc)
	http.HandleFunc("/hi", hiFunc)
	_ = server3.ListenAndServe()

}

func helloFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request)  {
	_, _ = fmt.Fprintf(w, "hello World")
}
func hiFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request)  {
	_, _ = fmt.Fprintf(w, "hi World")
}
  • 监听8083端口。
  • 注册了/hello、/hi两个路由，分别由helloFunc、hiFunc两个函数处理。
  • 同方式二一样，并没有为Server指定Handler属性，由标准库自己指定。可以自己指定Handler，如下。
mux := http.NewServeMux()
mux.HandleFunc("/hello",helloFunc)
mux.HandleFunc("/hi",hiFunc)
	
server3 := http.Server{
    Addr: "127.0.0.1:8083",
	Handler:mux,
}

2.http库内部实现简析

2.1 http.Server

http.Server源码：

type Server struct {
	Handler Handler // handler to invoke, http.DefaultServeMux if nil
	...
	...
}

http.Handler源码：

type Handler interface {
	ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
}
  • Server结构中Handler接口是真正处理所有请求的。
  • 传入自定义的Handler必须实现Handler重写ServeHTTP方法，例如方式一。
  • 当没有指定Handler时，http标准库有一个默认的实现http.DefaultServeMux。
  • ServeMux结构体的ServeHTTP负责将请求映射到我们注册的handler，不是直接在方法中处请求。逻辑如下：
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) //根据请求寻找对应的Handler
	h.ServeHTTP(w, r) //调用我们自己的handler，处理请求
}
  • ServeMux主要有两个功能。其一，实现路由注册，方法是func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler)和func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request))，路由信息存储在map中。其二实现请求路由，方法是func (mux * ServeMux) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request)。

http.ServeMux源码

    type ServeMux struct {
	m     map[string]muxEntry //存储路由信息
	...
}

2.2Handler与HandlerFunc比较

  • 路由注册时调用方法不同。自定义的Handler和HandlerFunc分别调用http.Handle和http.HandleFunc。例如：http.Handle("/hello", &helloHandler{})和http.HandleFunc("/hello", hiFunc)。
  • 实现http.Handler接口的方式不同。自定义的Handler定义一个签名为ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request)的方法就行。而自定义HandlerFunc不仅方法参数与ServeHTTP一样，并且在内部实现了转换。
func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
    ...
	mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))//调用HandlerFunc实现类型转换
}

HandlerFunc类型

type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)

//实现了`http.Handler`
func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
	f(w, r)
}

3.总结

  • 面向接口编程，标准库定义接口Handler，并且有自己的内部实现ServeMux，使用者这也可以自己实现，例如httprouter，使用过Spring的同学应该深有体会。接口作为一种规范，既有约束性，又有扩展性。

  • 函数式编程，在golang中，函数可以不仅可以作为参数、返回值，还可以作为一种类型，例如HandlerFunc。函数类型可以自己有的方法，实现接口，并且将具有相同参数的函数转化为特定类型，例如HandlerFunc(handler)，将普通函数handler转化为HandlerFunc类型。

下一节介绍httprouter

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