從一個 Demo 入手

俗話說萬事開頭難，但用 Go 實現(xiàn)一個 Http Server 真不難，簡單到什么程度？起一個 Server，并且能響應(yīng)請求，算上包名、導(dǎo)入的依賴，甚至空行，也就只要 15 行代碼：

package main

import (
 "io"
 "net/http"
)

func main() {
 http.HandleFunc("/hello", hello)
 http.ListenAndServe(":81", nil)
}

func hello(response http.ResponseWriter, request *http.Request) {
 io.WriteString(response, "hello world")
}

這么簡單，能與之一戰(zhàn)的恐怕只有 Python 了吧，而且 Go 還能編譯成可執(zhí)行的二進制文件，你說牛啤不牛啤？

Http Server 如何處理連接？

我們從這一行代碼看起

http.ListenAndServe(":81", nil)

從命名來看，這個方法干了兩件事，監(jiān)聽并且服務(wù)，從方法的單一職責(zé)上來說，我覺得不ok，一個方法怎么能干兩件事？但這是大佬寫的代碼，就很合理。

第一個參數(shù)Addr是要監(jiān)聽的地址和端口，第二個參數(shù)Handler一般是nil，它是真正的邏輯處理，但我們通常用第一行代碼那樣來注冊處理器，這代碼一看就感覺是把 path 映射到業(yè)務(wù)邏輯上，我們先大概了解，待會再來看它。

http.HandleFunc("/hello", hello)

如果了解過一點網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)，就會知道操作系統(tǒng)提供了bind、listen、accept這樣的系統(tǒng)調(diào)用，我們只要按順序發(fā)起調(diào)用，就能組合出一個 Server。

Go 也是利用這些系統(tǒng)調(diào)用，把他們都封裝在了ListenAndServe中。

Listen 往下追究就是系統(tǒng)調(diào)用，所以我們重點看 Serve：

把分支代碼收起來，只看主干，發(fā)現(xiàn)是一個 for 循環(huán)里面在不停地 Accept，而這個 Accept 在沒有連接時是阻塞的，當(dāng)有連接時，起一個新的協(xié)程來處理。

Http Server 如何處理請求？

一些前置工作

處理請求的一行代碼是，可以看出是每個連接單開了一個協(xié)程處理：

go c.serve(connCtx)

這里的 connCtx 代入了當(dāng)前的 Server 對象：

ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
...
connCtx := ctx

而且還提供了修改它的 hook 方法 srv.ConnContext，可以在每次 Accept 時修改原始的 context

if cc := srv.ConnContext; cc != nil {
 connCtx = cc(connCtx, rw)
 if connCtx == nil {
  panic("ConnContext returned nil")
 }
}

它的定義是：

// ConnContext optionally specifies a function that modifies
// the context used for a new connection c. The provided ctx
// is derived from the base context and has a ServerContextKey
// value.
ConnContext func(ctx context.Context, c net.Conn) context.Context

但是如果按照我開頭給的代碼，你是沒法修改 srv.ConnContext 的，可以改成這樣來自定義：

func main() {
 http.HandleFunc("/hello", hello)
 server := http.Server{
  Addr: ":81",
  ConnContext: func(ctx context.Context, c net.Conn) context.Context {
   return context.WithValue(ctx, "hello", "roshi")
  },
 }
 server.ListenAndServe()
}

同樣的 c.setState 也提供了 hook，可采取如上的方法設(shè)置，在每次連接狀態(tài)改變時執(zhí)行 hook 方法：

c.setState(c.rwc, StateNew, runHooks) // before Serve can return

// ConnState specifies an optional callback function that is
// called when a client connection changes state. See the
// ConnState type and associated constants for details.
ConnState func(net.Conn, ConnState)

開始真正干活

為了能看清楚 Accept 后，serve 方法到底干了什么，我們再簡化一下：

func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
 ...
 for {
  w, err := c.readRequest(ctx)
  ...
  serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)
  ...
 }
}

serve 也是一個大循環(huán)，循環(huán)里面主要是讀取一個請求，然后將請求交給 Handler 處理。

為什么是一個大循環(huán)呢？因為每個 serve 處理的是一個連接，一個連接可以有多次請求。

讀請求就顯得比較枯燥乏味，按照Http協(xié)議，讀出URL，header，body等信息。

這里有個細節(jié)是在每次讀取了一個請求后，還開了一個協(xié)程去讀下一個請求，也算是做了優(yōu)化吧。

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

 if requestBodyRemains(req.Body) {
  registerOnHitEOF(req.Body, w.conn.r.startBackgroundRead)
 } else {
  w.conn.r.startBackgroundRead() }
 ...
}

請求如何路由？

當(dāng)讀取到一個請求后，便進入這一行代碼：

serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)

ServeHTTP 找到我們注冊的 Handler 去處理，如果請求的URI 是 *或請求 Method 是 OPTIONS，則使用globalOptionsHandler，也就是說這類請求不需要我們手動處理，直接就返回了。

對于我們注冊的 Handler 也需要去尋找路由，這個路由的規(guī)則還是比較簡單，主要由如下三條：

• 如果注冊了帶 host 的路由，則按 host + path 去尋找，如果沒注冊帶 host 的路由，則按 path 尋找
• 路由規(guī)則匹配以完全匹配優(yōu)先，如果注冊的路由規(guī)則最后一個字符是/，則除了完全匹配外，還會以前綴查找

舉幾個例子來理解一下：

• 帶 host 的匹配規(guī)則

注冊路由為

http.HandleFunc("/hello", hello)
http.HandleFunc("127.0.0.1/hello", hello2)

此時如果執(zhí)行

curl 'http://127.0.0.1:81/hello'

則會匹配到 hello2，但如果執(zhí)行

curl 'http://localhost:81/hello'

就匹配的是 hello

• 前綴匹配

如果注冊路由為

http.HandleFunc("/hello", hello)
http.HandleFunc("127.0.0.1/hello/", hello2)

注意第二個最后還有個/，此時如果執(zhí)行

curl 'http://127.0.0.1:81/hello/roshi'

也能匹配到 hello2，怎么樣，是不是理解了？

找到路由之后就直接調(diào)用我們開頭注冊的方法，如果我們往 Response 中寫入數(shù)據(jù)，就能返回給客戶端，這樣一個請求就處理完成了。

總結(jié)

最后我們回憶下 Go Http Server 的要點：

• 用 Go 起一個 Http Server 非常簡單
• Go Http Server 本質(zhì)是一個大循環(huán)，每當(dāng)有一個新連接時，會起一個新的協(xié)程來處理
• 每個連接的處理也是一個大循環(huán)，這個循環(huán)里做了讀取請求、尋找路由、執(zhí)行邏輯三件大事