Go http包执行流程

Posted 2021-01-28 liyutian

Go 语言实现的 Web 服务工作方式与其他形式下的 Web 工作方式并没有什么不同，具体流程如下：

—— http包执行流程

Request：来自用户的请求信息，包括 post、get、Cookie、url 等。
Response：服务器返回给客户端的信息。
Connect：用户的每次的请求连接
Handler：处理请求和生成返回信息的处理逻辑

根据上图，Go 语言中的 http 包具体做了这么三个操作：

1. 创建 Listen Socket，监听指定端口，等待客户端请求。
2. Listen Socket 接受客户端请求，得到 Client Socket，接下来通过 Client Socket与客户端通信
3. 处理客户端请求。首先从 Client Socket 获取 HTTP 请求数据，然后交给相应的 handler 处理请求，handler 处理完毕后再通过 Client Socket 返回给客户端。

接着我们从代码的角度来看一下这三个操作是如何实现的：

一，监听端口

在 Go 语言中只需要通过调用 ListenAndServe 方法即可设置监听端口：

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)
    }
}

我们接着看一下 ListenAndServe 方法的具体实现，看一下它是如何实现监听端口的：

// ListenAndServe listens on the TCP network address addr and then calls
// Serve with handler to handle requests on incoming connections.
// Accepted connections are configured to enable TCP keep-alives.
//
// The handler is typically nil, in which case the DefaultServeMux is used.
//
// ListenAndServe always returns a non-nil error.
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
    server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
    return server.ListenAndServe()
}

通过查看该方法的源码，可以发现该方法初始化了一个 server 对象，并调用了该 server 对象的 ListenAndServe() 方法：

// ListenAndServe listens on the TCP network address srv.Addr and then
// calls Serve to handle requests on incoming connections.
// Accepted connections are configured to enable TCP keep-alives.
//
// If srv.Addr is blank, ":http" is used.
//
// ListenAndServe always returns a non-nil error. After Shutdown or Close,
// the returned error is ErrServerClosed.
func (srv *Server) ListenAndServe() error {
    if srv.shuttingDown() {
        return ErrServerClosed
    }
    addr := srv.Addr
    if addr == "" {
        addr = ":http"
    }
    ln, err := net.Listen("tcp", addr) //底层使用tcp协议搭建了一个服务，然后监听所设置的端口
    if err != nil {
        return err
    }
    return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(*net.TCPListener)})
}

在这个方法中调用了 net.Listen("tcp", addr) 来监听端口

二，接收客户端请求

在完成了对端口的监听之后，再通过调用 srv.Serve(net.Listener) 方法来处理接收客户端的请求消息。

// Serve accepts incoming connections on the Listener l, creating a
// new service goroutine for each. The service goroutines read requests and
// then call srv.Handler to reply to them.
//
// HTTP/2 support is only enabled if the Listener returns *tls.Conn
// connections and they were configured with "h2" in the TLS
// Config.NextProtos.
//
// Serve always returns a non-nil error and closes l.
// After Shutdown or Close, the returned error is ErrServerClosed.
func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
    ...

    for {
        rw, e := l.Accept() //在循环体中阻塞等待请求
        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
        }

        ...
        c := srv.newConn(rw)
        c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return
        go c.serve(ctx)
    }
}

在这个方法中，启动了一个 for 循环使 Listener 不断地接收来自客户端的请求，并且对每一个请求都实例化一个 Conn，并开启一个 goroutine 来为这个请求进行服务 go c.serve()。用户的每一次请求都是在一个新的 goroutine中服务，互相不影响。

三，为不同的请求分配处理逻辑

对于来自客户端的不同请求，服务器端需要根据情况来分配相对应的函数进行处理。
在之前的 main 方法中，我们调用了 http.ListenAndServe(":9090", nil) 来监听端口，而第二个参数传入的是 nil，那么这个参数是干嘛用的呢？

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

type Server struct {
    Addr    string      // 监听的地址和端口 默认为":http"
    Handler Handler     // 路由管理，如果为nil，则默认为http.DefaultServeMux
    ReadTimeout time.Duration //读的最大超时时间
    WriteTimeout time.Duration //写的最大超时时间
    MaxHeaderBytes int         //请求头的最大长度
    TLSConfig *tls.Config      // 配置TLS
    ...
}

从源码中的注释可以看出，当初始化 Server 时，如果不指定 Handler，则默认获取 Handler = http.DefaultServeMux。这个 Handler 就是一个路由器，它用来匹配 url 跳转到其相应的 handle 函数。

// DefaultServeMux is the default ServeMux used by Serve.
var DefaultServeMux = &defaultServeMux
var defaultServeMux ServeMux

详细流程如下：

—— http处理连接流程