一文詳解Golang中net/http包的實(shí)現(xiàn)原理
前言
Go語言自帶的net/http包提供了HTTP客戶端和服務(wù)端的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的http服務(wù)非常容易，其自帶了一些列結(jié)構(gòu)和方法來幫助開發(fā)者簡化HTTP服務(wù)開發(fā)的相關(guān)流程，因此我們不需要依賴任何第三方組件就能構(gòu)建并啟動(dòng)一個(gè)高并發(fā)的HTTP服務(wù)器，net/http包在編寫web應(yīng)用中有很重要的作用，這篇文章會(huì)學(xué)習(xí)如何用 net/http 自己編寫實(shí)現(xiàn)一個(gè) HTTP Server 并探究其實(shí)現(xiàn)原理，具體講解Go語言是如何接收和處理請求的，希望能夠?qū)Υ蠹业膶W(xué)習(xí)或工作具有一定的幫助,需要的朋友可以參考下。
http包執(zhí)行流程
net/http包的web工作原理大致就是如下四個(gè)部分組成了：端口監(jiān)聽、請求解析、路由分配、響應(yīng)處理。更加代碼化的說就是：創(chuàng)建 ServerSocket， 綁定并listen，accept連接，創(chuàng)建go協(xié)程服務(wù)一個(gè)連接。
具體流程如下：
- 服務(wù)端創(chuàng)建
Listen Socket，綁定并監(jiān)聽指定的IP地址和端口，等待客戶端請求到來；ListenAndServer(...) - 客戶端與
Listen Socket連接，確認(rèn)請求后，客戶端得到Client Socket,客戶端通過這個(gè)與Listen Socket通信；srv.Server(...) - 服務(wù)端創(chuàng)建一個(gè)協(xié)程來處理客戶端請求，首先從
Client Socket讀取Http請求的協(xié)議頭和數(shù)據(jù)，交給響應(yīng)的Handler處理， Handler處理完畢后，結(jié)果通過Client Socket寫給客戶端。c.server(...)
http包源碼分析
在上面的流程中中，起關(guān)鍵作用的函數(shù)為http.ListenAndServe，Go就是利用這個(gè)方法，實(shí)現(xiàn)了web服務(wù)中的端口監(jiān)聽、請求解析、路由分配、響應(yīng)處理四大功能。
端口監(jiān)聽
服務(wù)器中的http.ListenAndServer()方法啟動(dòng)服務(wù)：
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
return server.ListenAndServe()
}生成Server結(jié)構(gòu)體，調(diào)用其方法ListenAndServer
func (srv *Server) ListenAndServe() error {
if srv.shuttingDown() {
return ErrServerClosed
}
addr := srv.Addr
if addr == "" {
addr = ":http"
}
ln, err := net.Listen("tcp", addr)
if err != nil {
return err
}
return srv.Serve(ln)
}net.Listen來進(jìn)行對地址的監(jiān)聽，返回一個(gè)listener,傳遞給server.Server()方法。
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)
baseCtx := context.Background()
if srv.BaseContext != nil {
baseCtx = srv.BaseContext(origListener)
if baseCtx == nil {
panic("BaseContext returned a nil context")
}
}
var tempDelay time.Duration // how long to sleep on accept failure
ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
for { //循環(huán)邏輯，接收請求處理
//有新的連接
rw, err := l.Accept()
if err != nil {
select {
case <-srv.getDoneChan():
return ErrServerClosed
default:
}
if ne, ok := err.(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", err, tempDelay)
time.Sleep(tempDelay)
continue
}
return err
}
connCtx := ctx
if cc := srv.ConnContext; cc != nil {
connCtx = cc(connCtx, rw)
if connCtx == nil {
panic("ConnContext returned nil")
}
}
tempDelay = 0
//創(chuàng)建新的連接
c := srv.newConn(rw)
c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return
//啟動(dòng)新的goroutine進(jìn)行處理
go c.serve(connCtx)
}
}主要進(jìn)行了兩項(xiàng)工作，一項(xiàng)是在for死循環(huán)里面，通過l.Accept()來接受請求返回連接Conn，并處理相關(guān)的報(bào)錯(cuò)，根據(jù)該連接創(chuàng)建對應(yīng)的goroutine來執(zhí)行conn.serve(ctx)，各個(gè)請求之間是相互不影響的，提高并發(fā)性能。 另一項(xiàng)工作是新建context用于管理這些生成的goroutine，context作為參數(shù)被傳入；
請求解析
// Serve a new connection.
func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
// ...
}函數(shù)代碼比較多，就不貼出來了，具體可以到/net/http/server.go文件中查看，其中使用了defer func() {...}()匿名函數(shù)來實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤輸入和恢復(fù)、連接關(guān)閉；
該方法用于服務(wù)一個(gè)新的連接。首先，通過readRequest來讀取數(shù)據(jù)，解析請求中的Header、Body和一些校驗(yàn)。接著，使用serverHandler方法來處理request和response。 主要功能實(shí)現(xiàn)是serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)，其構(gòu)造serverHandler類型，并調(diào)用ServeHTTP方法；值得注意的是，這里不允許服務(wù)器同時(shí)處理多個(gè)請求；
路由分配
使用者注冊一個(gè)HandlerFunc，被轉(zhuǎn)為Handler
func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
}ServeMux的Handle方法，將會(huì)對pattern和Handler做map映射。
handler會(huì)創(chuàng)建一個(gè)鎖，同時(shí)調(diào)用match方法返回一個(gè)Handler和pattern。
func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {
mux.mu.Lock()
defer mux.mu.Unlock()
if pattern == "" {
panic("http: invalid pattern")
}
if handler == nil {
panic("http: nil handler")
}
if _, exist := mux.m[pattern]; exist {
panic("http: multiple registrations for " + pattern)
}
if mux.m == nil {
mux.m = make(map[string]muxEntry)
}
e := muxEntry{h: handler, pattern: pattern}
mux.m[pattern] = e
if pattern[len(pattern)-1] == '/' {
mux.es = appendSorted(mux.es, e)
}
if pattern[0] != '/' {
mux.hosts = true
}
}響應(yīng)處理
其實(shí)就是如何根據(jù)路由，找到對應(yīng)的handler。
在match方法中，對于handler，優(yōu)先查找m表，若不能找到結(jié)果，則在es表中進(jìn)行匹配，路徑長的優(yōu)先匹配。
func (mux *ServeMux) match(path string) (h Handler, pattern string) {
// Check for exact match first.
v, ok := mux.m[path]
if ok {
return v.h, v.pattern
}
// Check for longest valid match.
var n = 0
for k, v := range mux.m {
if !pathMatch(k, path) {
continue
}
if h == nil || len(k) > n {
n = len(k)
h = v.h
pattern = v.pattern
}
}
return
}服務(wù)端處理完請求后，處理器可以通過ResponseWriter接口創(chuàng)建HTTP響應(yīng)，ResponseWriter接口具有如下三個(gè)方法：
type ResponseWriter interface {
Header() Header
Write([]byte) (int, error)
WriteHeader(statusCode int)
}到此這篇關(guān)于一文詳解Golang中net/http包的實(shí)現(xiàn)原理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang net http包內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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