hello大家好呀，我是小樓，這是系列文《Go底層原理剖析》的第二篇，依舊是分析 Http 模組，話不多說，開始。
從一個 Demo 入手
俗話說萬事開頭難，但用 Go 實現一個 Http Server 真不難，簡單到什麼程度？起一個 Server，並且能響應請求，算上包名、匯入的依賴，甚至空行，也就只要 15 行程式碼：
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")
}
這麼簡單，能與之一戰的恐怕只有 Python 了吧，而且 Go 還能編譯成可執行的二進位制檔案，你說牛啤不牛啤？
Http Server 如何處理連線？
我們從這一行程式碼看起
http.ListenAndServe(":81", nil)
從命名來看，這個方法幹了兩件事，監聽並且服務，從方法的單一職責上來說，我覺得不ok，一個方法怎麼能幹兩件事？但這是大佬寫的程式碼，就很合理。
第一個引數Addr是要監聽的地址和埠，第二個引數Handler一般是nil，它是真正的邏輯處理，但我們通常用第一行程式碼那樣來註冊處理器，這程式碼一看就感覺是把 path 對映到業務邏輯上，我們先大概瞭解，待會再來看它
http.HandleFunc("/hello", hello)
如果瞭解過一點網路程式設計基礎，就會知道作業系統提供了bind、listen、accept這樣的系統呼叫，我們只要按順序發起呼叫，就能組合出一個 Server。
Go 也是利用這些系統呼叫，把他們都封裝在了ListenAndServe中。
Listen 往下追究就是系統呼叫，所以我們重點看 Serve：
把分支程式碼收起來，只看主幹，發現是一個 for 迴圈裡面在不停地 Accept，而這個 Accept 在沒有連線時是阻塞的，當有連線時，起一個新的協程來處理。
Http Server 如何處理請求的？
一些前置工作
處理請求的一行程式碼是，可以看出是每個連線單開了一個協程處理：
go c.serve(connCtx)
這裡的 connCtx 代入了當前的 Server 物件：
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程式碼，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，可採取如上的方法設定，在每次連線狀態改變時執行 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)
開始真正幹活
為了能看清楚 Accept 後，serve 方法到底幹了什麼，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 也是一個大迴圈，迴圈裡面主要是讀取一個請求，然後將請求交給 Handler 處理。
為什麼是一個大迴圈呢？因為每個 serve 處理的是一個連線，一個連線可以有多次請求。
讀請求就顯得比較枯燥乏味，按照Http協議，讀出URL，header，body等資訊。
這裡有個細節是在每次讀取了一個請求後，還開了一個協程去讀下一個請求，也算是做了最佳化吧。
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？
當讀取到一個請求後，便進入這一行程式碼：
serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)
ServeHTTP 找到我們註冊的 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。
對於我們註冊的 Handler 也需要去尋找路由，這個路由的規則還是比較簡單，主要由如下三條：
- 如果註冊了帶 host 的路由，則按 host + path 去尋找，如果沒註冊帶 host 的路由，則按 path 尋找
- 路由規則匹配以完全匹配優先，如果註冊的路由規則最後一個字元是
/，則除了完全匹配外，還會以字首查詢
舉幾個例子來理解一下：
- 帶 host 的匹配規則
註冊路由為
http.HandleFunc("/hello", hello)
http.HandleFunc("127.0.0.1/hello", hello2)
此時如果執行
curl 'http://127.0.0.1:81/hello'
則會匹配到 hello2，但如果執行
curl 'http://localhost:81/hello'
就匹配的是 hello
- 字首匹配
如果註冊路由為
http.HandleFunc("/hello", hello)
http.HandleFunc("127.0.0.1/hello/", hello2)
注意第二個最後還有個/，此時如果執行
curl 'http://127.0.0.1:81/hello/roshi'
也能匹配到 hello2，怎麼樣，是不是理解了？
找到路由之後就直接呼叫我們開頭註冊的方法，如果我們往 Response 中寫入資料，就能返回給客戶端，這樣一個請求就處理完成了。
總結
最後我們回憶下 Go Http Server 的要點：
- 用 Go 起一個 Http Server 非常簡單
- Go Http Server 本質是一個大迴圈，每當有一個新連線時，會起一個新的協程來處理
- 每個連線的處理也是一個大迴圈，這個迴圈裡做了讀取請求、尋找路由、執行邏輯三件大事
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