go web的基本原理

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了go web的基本原理相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

go web的基本原理

摘抄自参考书《goweb编程》

golang的一个很大的应用就是服务端的开发,根据net/http库可以快速的搭建一个web服务器。

goweb的简单实现

代码:

package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"net/http"
	"strings"
)

func sayhelloName(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	r.ParseForm()       //解析参数,默认是不会解析的
	fmt.Println("----------------------")
	fmt.Println(r.Form) //这些信息是输出到服务器端的打印信息  输出:map[]
	fmt.Println("----------------------")
	fmt.Println("path", r.URL.Path)//path /
	fmt.Println("----------------------")
	fmt.Println("scheme", r.URL.Scheme)//scheme
	fmt.Println("----------------------")
	fmt.Println(r.Form["url_long"])//[]
	fmt.Println("----------------------")
	for k, v := range r.Form {
		fmt.Println("key:", k)
		fmt.Println("val:", strings.Join(v, ""))
	}
	fmt.Fprintf(w, "Hello 周正!") //这个写入到 w 的是输出到客户端的
}
func main() {
	http.HandleFunc("/", sayhelloName)       //设置访问的路由
	err := http.ListenAndServe(":9090", nil) //设置监听的端口
	if err != nil {
		log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
	}
}

调试:

在浏览器输入127.0.0.1:9090得到如下界面:

技术图片

技术图片

我们看到上面的代码,要编写一个 web 服务器很简单,只要调用 http 包的两个函数就可以了。

如果你以前是 php 程序员,那你也许就会问,我们的 nginx、apache 服务器不需要吗?Go就是不需要这些,因为他直接就监听 tcp 端口了做了 nginx 做的事情,然后sayhelloName 这个其实就是我们写的逻辑函数了,跟 php 里面的控制层(controller)函数类似。

Go 如何使得 Web 工作

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

http 包运行机制

技术图片

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

  1. 如何监听端口?
  2. 如何接收客户端请求?
  3. 如何分配 handler?

直接看源码:

技术图片

技术图片

技术图片

经过上面的层层套娃,我们终于到达了这个核心的函数:

func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
	if fn := testHookServerServe; fn != nil {
		fn(srv, l) // call hook with unwrapped listener
	}

	origListener := l
	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)

	var tempDelay time.Duration // how long to sleep on accept failure

	baseCtx := context.Background()
	if srv.BaseContext != nil {
		baseCtx = srv.BaseContext(origListener)
		if baseCtx == nil {
			panic("BaseContext returned a nil context")
		}
	}

	ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
	for {
		rw, e := l.Accept()
		if e != nil {
			select {
			case <-srv.getDoneChan():
				return ErrServerClosed
			default:
			}
			if ne, ok := e.(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", e, tempDelay)
				time.Sleep(tempDelay)
				continue
			}
			return e
		}
		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) // before Serve can return
		go c.serve(connCtx)
	}
}

好,下面回答刚才的三个问题:

  1. 如何监听端口?

Go 是通过一个函数 ListenAndServe 来处理这些事情 的,这个底层其实这样处理的:初始化一个 server 对象,然后调用了 net.Listen("tcp", addr),也就是底层用 TCP 协议搭建了一个服务,然后监控我们设置的端口

  1. 如何接收客户端请求?

    上面代码执行监控端口之后,调用了srv.Serve(net.Listener)函数,这个函数就是处理接收客户端的请求信息。这个函数里面起了一个 for{},首先通过 Listener 接收请求,其次创建一个 Conn,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()

    这里的新创建的Coon是基于tcp的连接创建的,相当于封装了一下。

  2. 如何分配 handler?

    conn 首先会解析 request:c.readRequest(), 然后获取相应的 handler:handler := c.server.Handler,也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。

    技术图片

通过对 http 包的分析之后,现在让我们来梳理一下整个的代码执行过程。

Go 代码的执行流程

首先调用 Http.HandleFunc:

按顺序做了几件事:

  1. 调用了 DefaultServerMux 的 HandleFunc
  2. 调用了 DefaultServerMux 的 Handle3 往 DefaultServeMux 的 map[string]muxEntry 中增加对应的 handler 和路由规则

其次调用 http.ListenAndServe(":9090", nil)

按顺序做了几件事情:

  1. 实例化 Server

  2. 调用 Server 的 ListenAndServe()

  3. 调用 net.Listen("tcp", addr)监听端口

  4. 启动一个 for 循环,在循环体中 Accept 请求

  5. 对每个请求实例化一个 Conn,并且开启一个 goroutine 为这个请求进行服务 go c.serve()

  6. 读取每个请求的内容 w, err := c.readRequest()

  7. 判断 handler 是否为空,如果没有设置 handler(这个例子就没有设置 handler),handler 就设置为 DefaultServeMux

  8. 调用 handler 的 ServeHttp

  9. 在这个例子中,下面就进入到 DefaultServerMux.ServeHttp

  10. 根据 request 选择 handler,并且进入到这个 handler 的 ServeHTTP mux.handler(r).ServeHTTP(w, r)

  11. 选择 handler:

    A 判断是否有路由能满足这个 request(循环遍历 ServerMux 的 muxEntry)

    B 如果有路由满足,调用这个路由 handler 的 ServeHttp

    C 如果没有路由满足,调用 NotFoundHandler 的 ServeHttp

以上是关于go web的基本原理的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Go原理go语言两行代码创建http服务

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2.9 Go微服务实战(Go语言基础) --- Go Web编程

go web编程——自定义路由设计

[Go] 通过 17 个简短代码片段,切底弄懂 channel 基础

解决go: go.mod file not found in current directory or any parent directory; see ‘go help modules‘(代码片段