快速掌握Go 語(yǔ)言 HTTP 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法

更新時(shí)間：2022年07月25日 16:14:14 作者：luozhiyun

基于HTTP構(gòu)建的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)模型包括兩個(gè)端，客戶端(Client)和服務(wù)端(Server)，這篇文章主要介紹了Go 語(yǔ)言HTTP標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法,需要的朋友可以參考下

基于HTTP構(gòu)建的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)模型包括兩個(gè)端，客戶端(Client)和服務(wù)端(Server)。HTTP 請(qǐng)求從客戶端發(fā)出，服務(wù)端接受到請(qǐng)求后進(jìn)行處理然后將響應(yīng)返回給客戶端。所以http服務(wù)器的工作就在于如何接受來(lái)自客戶端的請(qǐng)求，并向客戶端返回響應(yīng)。

一個(gè)典型的 HTTP 服務(wù)應(yīng)該如圖所示：

HTTP client

在 Go 中可以直接通過(guò) HTTP 包的 Get 方法來(lái)發(fā)起相關(guān)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，一個(gè)簡(jiǎn)單例子：

func main() {
    resp, err := http.Get("http://httpbin.org/get?name=luozhiyun&age=27")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()
    body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    fmt.Println(string(body))
}

我們下面通過(guò)這個(gè)例子來(lái)進(jìn)行分析。

HTTP 的 Get 方法會(huì)調(diào)用到 DefaultClient 的 Get 方法，DefaultClient 是 Client 的一個(gè)空實(shí)例，所以最后會(huì)調(diào)用到 Client 的 Get 方法：

Client 結(jié)構(gòu)體

type Client struct { 
    Transport RoundTripper 
    CheckRedirect func(req *Request, via []*Request) error 
    Jar CookieJar 
    Timeout time.Duration
}

Client 結(jié)構(gòu)體總共由四個(gè)字段組成：

Transport：表示 HTTP 事務(wù)，用于處理客戶端的請(qǐng)求連接并等待服務(wù)端的響應(yīng)；

CheckRedirect：用于指定處理重定向的策略；

Jar：用于管理和存儲(chǔ)請(qǐng)求中的 cookie；

Timeout：指定客戶端請(qǐng)求的最大超時(shí)時(shí)間，該超時(shí)時(shí)間包括連接、任何的重定向以及讀取相應(yīng)的時(shí)間；

初始化請(qǐng)求

func (c *Client) Get(url string) (resp *Response, err error) {
    // 根據(jù)方法名、URL 和請(qǐng)求體構(gòu)建請(qǐng)求
    req, err := NewRequest("GET", url, nil)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    // 執(zhí)行請(qǐng)求
    return c.Do(req)
}

我們要發(fā)起一個(gè)請(qǐng)求首先需要根據(jù)請(qǐng)求類型構(gòu)建一個(gè)完整的請(qǐng)求頭、請(qǐng)求體、請(qǐng)求參數(shù)。然后才是根據(jù)請(qǐng)求的完整結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行請(qǐng)求。

NewRequest 初始化請(qǐng)求

NewRequest 會(huì)調(diào)用到 NewRequestWithContext 函數(shù)上。這個(gè)函數(shù)會(huì)根據(jù)請(qǐng)求返回一個(gè) Request 結(jié)構(gòu)體，它里面包含了一個(gè) HTTP 請(qǐng)求所有信息。

Request

Request 結(jié)構(gòu)體有很多字段，我這里列舉幾個(gè)大家比較熟悉的字段：

NewRequestWithContext

func NewRequestWithContext(ctx context.Context, method, url string, body io.Reader) (*Request, error) {
    ...
    // parse url
    u, err := urlpkg.Parse(url)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    rc, ok := body.(io.ReadCloser)
    if !ok && body != nil {
        rc = ioutil.NopCloser(body)
    } 
    u.Host = removeEmptyPort(u.Host)
    req := &Request{
        ctx:        ctx,
        Method:     method,
        URL:        u,
        Proto:      "HTTP/1.1",
        ProtoMajor: 1,
        ProtoMinor: 1,
        Header:     make(Header),
        Body:       rc,
        Host:       u.Host,
    } 
    ...
    return req, nil
}

NewRequestWithContext 函數(shù)會(huì)將請(qǐng)求封裝成一個(gè) Request 結(jié)構(gòu)體并返回。

準(zhǔn)備 http 發(fā)送請(qǐng)求

如上圖所示，Client 調(diào)用 Do 方法處理發(fā)送請(qǐng)求最后會(huì)調(diào)用到 send 函數(shù)中。

func (c *Client) send(req *Request, deadline time.Time) (resp *Response, didTimeout func() bool, err error) {
    resp, didTimeout, err = send(req, c.transport(), deadline)
    if err != nil {
        return nil, didTimeout, err
    }
    ...
    return resp, nil, nil
}

Transport

Client 的 send 方法在調(diào)用 send 函數(shù)進(jìn)行下一步的處理前會(huì)先調(diào)用 transport 方法獲取 DefaultTransport 實(shí)例，該實(shí)例如下：

var DefaultTransport RoundTripper = &Transport{
    // 定義 HTTP 代理策略
    Proxy: ProxyFromEnvironment,
    DialContext: (&net.Dialer{
        Timeout:   30 * time.Second,
        KeepAlive: 30 * time.Second,
        DualStack: true,
    }).DialContext,
    ForceAttemptHTTP2:     true,
    // 最大空閑連接數(shù)
    MaxIdleConns:          100,
    // 空閑連接超時(shí)時(shí)間
    IdleConnTimeout:       90 * time.Second,
    // TLS 握手超時(shí)時(shí)間
    TLSHandshakeTimeout:   10 * time.Second,
    ExpectContinueTimeout: 1 * time.Second,
}

Transport 實(shí)現(xiàn) RoundTripper 接口，該結(jié)構(gòu)體會(huì)發(fā)送 http 請(qǐng)求并等待響應(yīng)。

type RoundTripper interface { 
    RoundTrip(*Request) (*Response, error)
}

從 RoundTripper 接口我們也可以看出，該接口定義的 RoundTrip 方法會(huì)具體的處理請(qǐng)求，處理完畢之后會(huì)響應(yīng) Response。

回到我們上面的 Client 的 send 方法中，它會(huì)調(diào)用 send 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)主要邏輯都交給 Transport 的 RoundTrip 方法來(lái)執(zhí)行。

RoundTrip 會(huì)調(diào)用到 roundTrip 方法中：

func (t *Transport) roundTrip(req *Request) (*Response, error) {
    t.nextProtoOnce.Do(t.onceSetNextProtoDefaults)
    ctx := req.Context()
    trace := httptrace.ContextClientTrace(ctx) 
    ...  
    for {
        select {
        case <-ctx.Done():
            req.closeBody()
            return nil, ctx.Err()
        default:
        }

        // 封裝請(qǐng)求
        treq := &transportRequest{Request: req, trace: trace, cancelKey: cancelKey} 
        cm, err := t.connectMethodForRequest(treq)
        if err != nil {
            req.closeBody()
            return nil, err
        } 
        // 獲取連接
        pconn, err := t.getConn(treq, cm)
        if err != nil {
            t.setReqCanceler(cancelKey, nil)
            req.closeBody()
            return nil, err
        }

        // 等待響應(yīng)結(jié)果
        var resp *Response
        if pconn.alt != nil {
            // HTTP/2 path.
            t.setReqCanceler(cancelKey, nil) // not cancelable with CancelRequest
            resp, err = pconn.alt.RoundTrip(req)
        } else {
            resp, err = pconn.roundTrip(treq)
        }
        if err == nil {
            resp.Request = origReq
            return resp, nil
        } 
        ...
    }
}

roundTrip 方法會(huì)做兩件事情：

調(diào)用 Transport 的 getConn 方法獲取連接；
在獲取到連接后，調(diào)用 persistConn 的 roundTrip 方法等待請(qǐng)求響應(yīng)結(jié)果；獲取連接 getConn

getConn 有兩個(gè)階段：

調(diào)用 queueForIdleConn 獲取空閑 connection；調(diào)用 queueForDial 等待創(chuàng)建新的 connection；

func (t *Transport) getConn(treq *transportRequest, cm connectMethod) (pc *persistConn, err error) {
    req := treq.Request
    trace := treq.trace
    ctx := req.Context()
    if trace != nil && trace.GetConn != nil {
        trace.GetConn(cm.addr())
    }   
    // 將請(qǐng)求封裝成 wantConn 結(jié)構(gòu)體
    w := &wantConn{
        cm:         cm,
        key:        cm.key(),
        ctx:        ctx,
        ready:      make(chan struct{}, 1),
        beforeDial: testHookPrePendingDial,
        afterDial:  testHookPostPendingDial,
    }
    defer func() {
        if err != nil {
            w.cancel(t, err)
        }
    }()

    // 獲取空閑連接
    if delivered := t.queueForIdleConn(w); delivered {
        pc := w.pc
        ...
        t.setReqCanceler(treq.cancelKey, func(error) {})
        return pc, nil
    }

    // 創(chuàng)建連接
    t.queueForDial(w)

    select {
    // 獲取到連接后進(jìn)入該分支
    case <-w.ready:
        ...
        return w.pc, w.err
    ...
}

獲取空閑連接 queueForIdleConn

成功獲取到空閑 connection：

成功獲取 connection 分為如下幾步：

根據(jù)當(dāng)前的請(qǐng)求的地址去空閑 connection 字典中查看存不存在空閑的 connection 列表；
如果能獲取到空閑的 connection 列表，那么獲取到列表的最后一個(gè) connection；
返回；

獲取不到空閑 connection：

當(dāng)獲取不到空閑 connection 時(shí)：

根據(jù)當(dāng)前的請(qǐng)求的地址去空閑 connection 字典中查看存不存在空閑的 connection 列表；
不存在該請(qǐng)求的 connection 列表，那么將該 wantConn 加入到等待獲取空閑 connection 字典中；

從上面的圖解應(yīng)該就很能看出這一步會(huì)怎么操作了，這里簡(jiǎn)要的分析一下代碼，讓大家更清楚里面的邏輯：

func (t *Transport) queueForIdleConn(w *wantConn) (delivered bool) {
    if t.DisableKeepAlives {
        return false
    }

    t.idleMu.Lock()
    defer t.idleMu.Unlock() 
    t.closeIdle = false

    if w == nil { 
        return false
    }

    // 計(jì)算空閑連接超時(shí)時(shí)間
    var oldTime time.Time
    if t.IdleConnTimeout > 0 {
        oldTime = time.Now().Add(-t.IdleConnTimeout)
    }
    // Look for most recently-used idle connection.
    // 找到key相同的 connection 列表
    if list, ok := t.idleConn[w.key]; ok {
        stop := false
        delivered := false
        for len(list) > 0 && !stop {
            // 找到connection列表最后一個(gè)
            pconn := list[len(list)-1] 
            // 檢查這個(gè) connection 是不是等待太久了
            tooOld := !oldTime.IsZero() && pconn.idleAt.Round(0).Before(oldTime)
            if tooOld { 
                go pconn.closeConnIfStillIdle()
            }
            // 該 connection 被標(biāo)記為 broken 或 閑置太久 continue
            if pconn.isBroken() || tooOld { 
                list = list[:len(list)-1]
                continue
            }
            // 嘗試將該 connection 寫入到 w 中
            delivered = w.tryDeliver(pconn, nil)
            if delivered {
                // 操作成功，需要將 connection 從空閑列表中移除
                if pconn.alt != nil { 
                } else { 
                    t.idleLRU.remove(pconn)
                    list = list[:len(list)-1]
                }
            }
            stop = true
        }
        if len(list) > 0 {
            t.idleConn[w.key] = list
        } else {
            // 如果該 key 對(duì)應(yīng)的空閑列表不存在，那么將該key從字典中移除
            delete(t.idleConn, w.key)
        }
        if stop {
            return delivered
        }
    } 
    // 如果找不到空閑的 connection
    if t.idleConnWait == nil {
        t.idleConnWait = make(map[connectMethodKey]wantConnQueue)
    }
  // 將該 wantConn 加入到 等待獲取空閑 connection 字典中
    q := t.idleConnWait[w.key] 
    q.cleanFront()
    q.pushBack(w)
    t.idleConnWait[w.key] = q
    return false
}

上面的注釋已經(jīng)很清楚了，我這里就不再解釋了。

建立連接 queueForDial

在獲取不到空閑連接之后，會(huì)嘗試去建立連接，從上面的圖大致可以看到，總共分為以下幾個(gè)步驟：

在調(diào)用 queueForDial 方法的時(shí)候會(huì)校驗(yàn) MaxConnsPerHost 是否未設(shè)置或已達(dá)上限；
檢驗(yàn)不通過(guò)則將當(dāng)前的請(qǐng)求放入到 connsPerHostWait 等待字典中；
如果校驗(yàn)通過(guò)那么會(huì)異步的調(diào)用 dialConnFor 方法創(chuàng)建連接；

dialConnFor 方法首先會(huì)調(diào)用 dialConn 方法創(chuàng)建 TCP 連接，然后啟動(dòng)兩個(gè)異步線程來(lái)處理讀寫數(shù)據(jù)，然后調(diào)用 tryDeliver 將連接綁定到 wantConn 上面。

下面進(jìn)行代碼分析：

func (t *Transport) queueForDial(w *wantConn) {
    w.beforeDial()
    // 小于零說(shuō)明無(wú)限制，異步建立連接
    if t.MaxConnsPerHost <= 0 {
        go t.dialConnFor(w)
        return
    }

    t.connsPerHostMu.Lock()
    defer t.connsPerHostMu.Unlock()
    // 每個(gè) host 建立的連接數(shù)沒達(dá)到上限，異步建立連接
    if n := t.connsPerHost[w.key]; n < t.MaxConnsPerHost {
        if t.connsPerHost == nil {
            t.connsPerHost = make(map[connectMethodKey]int)
        }
        t.connsPerHost[w.key] = n + 1
        go t.dialConnFor(w)
        return
    }
    //每個(gè) host 建立的連接數(shù)已達(dá)到上限，需要進(jìn)入等待隊(duì)列
    if t.connsPerHostWait == nil {
        t.connsPerHostWait = make(map[connectMethodKey]wantConnQueue)
    }
    q := t.connsPerHostWait[w.key]
    q.cleanFront()
    q.pushBack(w)
    t.connsPerHostWait[w.key] = q
}

這里主要進(jìn)行參數(shù)校驗(yàn)，如果最大連接數(shù)限制為零，亦或是每個(gè) host 建立的連接數(shù)沒達(dá)到上限，那么直接異步建立連接。

dialConnFor

func (t *Transport) dialConnFor(w *wantConn) {
    defer w.afterDial()
    // 建立連接
    pc, err := t.dialConn(w.ctx, w.cm)
    // 連接綁定 wantConn
    delivered := w.tryDeliver(pc, err)
    // 建立連接成功，但是綁定 wantConn 失敗
    // 那么將該連接放置到空閑連接字典或調(diào)用 等待獲取空閑 connection 字典 中的元素執(zhí)行
    if err == nil && (!delivered || pc.alt != nil) { 
        t.putOrCloseIdleConn(pc)
    }
    if err != nil {
        t.decConnsPerHost(w.key)
    }
}

dialConnFor 會(huì)調(diào)用 dialConn 進(jìn)行 TCP 連接創(chuàng)建，創(chuàng)建完畢之后調(diào)用 tryDeliver 方法和 wantConn 進(jìn)行綁定。

dialConn

func (t *Transport) dialConn(ctx context.Context, cm connectMethod) (pconn *persistConn, err error) {
    // 創(chuàng)建連接結(jié)構(gòu)體
    pconn = &persistConn{
        t:             t,
        cacheKey:      cm.key(),
        reqch:         make(chan requestAndChan, 1),
        writech:       make(chan writeRequest, 1),
        closech:       make(chan struct{}),
        writeErrCh:    make(chan error, 1),
        writeLoopDone: make(chan struct{}),
    }
    ...
    if cm.scheme() == "https" && t.hasCustomTLSDialer() {
        ...
    } else {
        // 建立 tcp 連接
        conn, err := t.dial(ctx, "tcp", cm.addr())
        if err != nil {
            return nil, wrapErr(err)
        }
        pconn.conn = conn 
    } 
    ...

    if s := pconn.tlsState; s != nil && s.NegotiatedProtocolIsMutual && s.NegotiatedProtocol != "" {
        if next, ok := t.TLSNextProto[s.NegotiatedProtocol]; ok {
            alt := next(cm.targetAddr, pconn.conn.(*tls.Conn))
            if e, ok := alt.(http2erringRoundTripper); ok {
                // pconn.conn was closed by next (http2configureTransport.upgradeFn).
                return nil, e.err
            }
            return &persistConn{t: t, cacheKey: pconn.cacheKey, alt: alt}, nil
        }
    }

    pconn.br = bufio.NewReaderSize(pconn, t.readBufferSize())
    pconn.bw = bufio.NewWriterSize(persistConnWriter{pconn}, t.writeBufferSize())
    //為每個(gè)連接異步處理讀寫數(shù)據(jù)
    go pconn.readLoop()
    go pconn.writeLoop()
    return pconn, nil
}

這里會(huì)根據(jù) schema 的不同設(shè)置不同的連接配置，我上面顯示的是我們常用的 HTTP 連接的創(chuàng)建過(guò)程。對(duì)于 HTTP 來(lái)說(shuō)會(huì)建立 tcp 連接，然后為連接異步處理讀寫數(shù)據(jù)，最后將創(chuàng)建好的連接返回。

等待響應(yīng)

這一部分的內(nèi)容會(huì)稍微復(fù)雜一些，但確實(shí)非常的有趣。

在創(chuàng)建連接的時(shí)候會(huì)初始化兩個(gè) channel ：writech 負(fù)責(zé)寫入請(qǐng)求數(shù)據(jù)，reqch負(fù)責(zé)讀取響應(yīng)數(shù)據(jù)。我們?cè)谏厦鎰?chuàng)建連接的時(shí)候，也提到了會(huì)為連接創(chuàng)建兩個(gè)異步循環(huán) readLoop 和 writeLoop 來(lái)負(fù)責(zé)處理讀寫數(shù)據(jù)。

在獲取到連接之后，會(huì)調(diào)用連接的 roundTrip 方法，它首先會(huì)將請(qǐng)求數(shù)據(jù)寫入到 writech 管道中，writeLoop 接收到數(shù)據(jù)之后就會(huì)處理請(qǐng)求。

然后 roundTrip 會(huì)將 requestAndChan 結(jié)構(gòu)體寫入到 reqch 管道中，然后 roundTrip 會(huì)循環(huán)等待。readLoop 讀取到響應(yīng)數(shù)據(jù)之后就會(huì)通過(guò) requestAndChan 結(jié)構(gòu)體中保存的管道將數(shù)據(jù)封裝成 responseAndError 結(jié)構(gòu)體回寫，這樣 roundTrip 就可以接受到響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)束循環(huán)等待并返回。

roundTrip

func (pc *persistConn) roundTrip(req *transportRequest) (resp *Response, err error) {
    ...
    writeErrCh := make(chan error, 1)
    // 將請(qǐng)求數(shù)據(jù)寫入到 writech 管道中
    pc.writech <- writeRequest{req, writeErrCh, continueCh}

    // 用于接收響應(yīng)的管道
    resc := make(chan responseAndError)
    // 將用于接收響應(yīng)的管道封裝成 requestAndChan 寫入到 reqch 管道中
    pc.reqch <- requestAndChan{
        req:        req.Request,
        cancelKey:  req.cancelKey,
        ch:         resc,
        ...
    }
    ...
    for {
        testHookWaitResLoop()
        select { 
        // 接收到響應(yīng)數(shù)據(jù)
        case re := <-resc:
            if (re.res == nil) == (re.err == nil) {
                panic(fmt.Sprintf("internal error: exactly one of res or err should be set; nil=%v", re.res == nil))
            }
            if debugRoundTrip {
                req.logf("resc recv: %p, %T/%#v", re.res, re.err, re.err)
            }
            if re.err != nil {
                return nil, pc.mapRoundTripError(req, startBytesWritten, re.err)
            }
            // 返回響應(yīng)數(shù)據(jù)
            return re.res, nil
        ...
    }
}

這里會(huì)封裝好 writeRequest 作為發(fā)送請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，并將用于接收響應(yīng)的管道封裝成 requestAndChan 寫入到 reqch 管道中，然后循環(huán)等待接受響應(yīng)。

然后 writeLoop 會(huì)進(jìn)行請(qǐng)求數(shù)據(jù) writeRequest ：

func (pc *persistConn) writeLoop() {
    defer close(pc.writeLoopDone)
    for {
        select {
        case wr := <-pc.writech:
            startBytesWritten := pc.nwrite
            // 向 TCP 連接中寫入數(shù)據(jù)，并發(fā)送至目標(biāo)服務(wù)器
            err := wr.req.Request.write(pc.bw, pc.isProxy, wr.req.extra, pc.waitForContinue(wr.continueCh))
            ...
        case <-pc.closech:
            return
        }
    }
}

這里會(huì)將從 writech 管道中獲取到的數(shù)據(jù)寫入到 TCP 連接中，并發(fā)送至目標(biāo)服務(wù)器。
readLoop

func (pc *persistConn) readLoop() {
    closeErr := errReadLoopExiting // default value, if not changed below
    defer func() {
        pc.close(closeErr)
        pc.t.removeIdleConn(pc)
    }()
    ... 
    alive := true
    for alive {
        pc.readLimit = pc.maxHeaderResponseSize()
        // 獲取 roundTrip 發(fā)送的結(jié)構(gòu)體
        rc := <-pc.reqch
        trace := httptrace.ContextClientTrace(rc.req.Context())

        var resp *Response
        if err == nil {
            // 讀取數(shù)據(jù)
            resp, err = pc.readResponse(rc, trace)
        } else {
            err = transportReadFromServerError{err}
            closeErr = err
        }

        ...  
        // 將響應(yīng)數(shù)據(jù)寫回到管道中
        select {
        case rc.ch <- responseAndError{res: resp}:
        case <-rc.callerGone:
            return
        }
        ...
    }
}

這里是從 TCP 連接中讀取到對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求響應(yīng)數(shù)據(jù)，通過(guò) roundTrip 傳入的管道再回寫，然后 roundTrip 就會(huì)接受到數(shù)據(jù)并獲取的響應(yīng)數(shù)據(jù)返回。

http server

我這里繼續(xù)以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子作為開頭：

func HelloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "Hello World")
}
func main () {
    http.HandleFunc("/", HelloHandler)
    http.ListenAndServe(":8000", nil)
}

在實(shí)現(xiàn)上面我先用一張圖進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹一下：

其實(shí)我們從上面例子的方法名就可以知道一些大致的步驟：

注冊(cè)處理器到一個(gè) hash 表中，可以通過(guò)鍵值路由匹配；
注冊(cè)完之后就是開啟循環(huán)監(jiān)聽，每監(jiān)聽到一個(gè)連接就會(huì)創(chuàng)建一個(gè) Goroutine；
在創(chuàng)建好的 Goroutine 里面會(huì)循環(huán)的等待接收請(qǐng)求數(shù)據(jù)，然后根據(jù)請(qǐng)求的地址去處理器路由表中匹配對(duì)應(yīng)的處理器，然后將請(qǐng)求交給處理器處理；注冊(cè)處理器

處理器的注冊(cè)如上面的例子所示，是通過(guò)調(diào)用 HandleFunc 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

HandleFunc 函數(shù)會(huì)一直調(diào)用到 ServeMux 的 Handle 方法中。

func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {
    mux.mu.Lock()
    defer mux.mu.Unlock()
    ...
    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
    }
}

Handle 會(huì)根據(jù)路由作為 hash 表的鍵來(lái)保存 muxEntry 對(duì)象，muxEntry封裝了 pattern 和 handler。如果路由表達(dá)式以'/'結(jié)尾，則將對(duì)應(yīng)的muxEntry對(duì)象加入到[]muxEntry中。

hash 表是用于路由精確匹配，[]muxEntry用于部分匹配。

監(jiān)聽

監(jiān)聽是通過(guò)調(diào)用 ListenAndServe 函數(shù)，里面會(huì)調(diào)用 server 的 ListenAndServe 方法：

func (srv *Server) ListenAndServe() error {
    if srv.shuttingDown() {
        return ErrServerClosed
    }
    addr := srv.Addr
    if addr == "" {
        addr = ":http"
    }
    // 監(jiān)聽端口
    ln, err := net.Listen("tcp", addr)
    if err != nil {
        return err
    }
    // 循環(huán)接收監(jiān)聽到的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求
    return srv.Serve(ln)
}

Serve

func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error { 
    ...
    baseCtx := context.Background()  
    ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)
    for {
        // 接收 listener 過(guò)來(lái)的網(wǎng)絡(luò)連接
        rw, err := l.Accept()
        ... 
        tempDelay = 0
        c := srv.newConn(rw)
        c.setState(c.rwc, StateNew) 
        // 創(chuàng)建協(xié)程處理連接
        go c.serve(connCtx)
    }
}

Serve 這個(gè)方法里面會(huì)用一個(gè)循環(huán)去接收監(jiān)聽到的網(wǎng)絡(luò)連接，然后創(chuàng)建協(xié)程處理連接。所以難免就會(huì)有一個(gè)問題，如果并發(fā)很高的話，可能會(huì)一次性創(chuàng)建太多協(xié)程，導(dǎo)致處理不過(guò)來(lái)的情況。

處理請(qǐng)求

處理請(qǐng)求是通過(guò)為每個(gè)連接創(chuàng)建 goroutine 來(lái)處理對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求：

func (c *conn) serve(ctx context.Context) {
    c.remoteAddr = c.rwc.RemoteAddr().String()
    ctx = context.WithValue(ctx, LocalAddrContextKey, c.rwc.LocalAddr()) 
    ... 
    ctx, cancelCtx := context.WithCancel(ctx)
    c.cancelCtx = cancelCtx
    defer cancelCtx() 
    c.r = &connReader{conn: c}
    c.bufr = newBufioReader(c.r)
    c.bufw = newBufioWriterSize(checkConnErrorWriter{c}, 4<<10)  
    for {
        // 讀取請(qǐng)求
        w, err := c.readRequest(ctx) 
        ... 
        // 根據(jù)請(qǐng)求路由調(diào)用處理器處理請(qǐng)求
        serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)
        w.cancelCtx()
        if c.hijacked() {
            return
        }
        w.finishRequest() 
        ...
    }
}

當(dāng)一個(gè)連接建立之后，該連接中所有的請(qǐng)求都將在這個(gè)協(xié)程中進(jìn)行處理，直到連接被關(guān)閉。在 for 循環(huán)里面會(huì)循環(huán)調(diào)用 readRequest 讀取請(qǐng)求進(jìn)行處理。

請(qǐng)求處理是通過(guò)調(diào)用 ServeHTTP 進(jìn)行的：

type serverHandler struct {
   srv *Server
}

func (sh serverHandler) ServeHTTP(rw ResponseWriter, req *Request) {
    handler := sh.srv.Handler
    if handler == nil {
        handler = DefaultServeMux
    }
    if req.RequestURI == "*" && req.Method == "OPTIONS" {
        handler = globalOptionsHandler{}
    }
    handler.ServeHTTP(rw, req)
}

serverHandler 其實(shí)就是 Server 包裝了一層。這里的 sh.srv.Handler參數(shù)實(shí)際上是傳入的 ServeMux 實(shí)例，所以這里最后會(huì)調(diào)用到 ServeMux 的 ServeHTTP 方法。

最終會(huì)通過(guò) handler 調(diào)用到 match 方法進(jìn)行路由匹配：

func (mux *ServeMux) match(path string) (h Handler, pattern string) {
    v, ok := mux.m[path]
    if ok {
        return v.h, v.pattern
    }

    for _, e := range mux.es {
        if strings.HasPrefix(path, e.pattern) {
            return e.h, e.pattern
        }
    }
    return nil, ""
}

這個(gè)方法里首先會(huì)利用進(jìn)行精確匹配，如果匹配成功那么直接返回；匹配不成功，那么會(huì)根據(jù) []muxEntry中保存的和當(dāng)前路由最接近的已注冊(cè)的父節(jié)點(diǎn)路由進(jìn)行匹配，否則繼續(xù)匹配下一個(gè)父節(jié)點(diǎn)路由，直到根路由/。最后會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理器進(jìn)行處理。

Reference

https://cloud.tencent.com/developer/article/1515297

https://duyanghao.github.io/http-transport

https://draveness.me/golang/docs/part4-advanced/ch09-stdlib/golang-net-http

https://laravelacademy.org/post/21003

https://segmentfault.com/a/1190000021653550

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