Go语言net_http包使用模式

译注: 这篇文章的内容非常基础,也非常容易理解。原文地址,感觉是最能清晰的讲述了net/http包的用法的一篇,故翻译一下共享之。

一切的基础:ServeMux 和 Handler

Go 语言中处理 HTTP 请求主要跟两个东西相关:ServeMuxHandler

ServrMux 本质上是一个 HTTP 请求路由器(或者叫多路复用器,Multiplexor)。它把收到的请求与一组预先定义的 URL 路径列表做对比,然后在匹配到路径的时候调用关联的处理器(Handler)。

处理器(Handler)负责输出HTTP响应的头和正文。任何满足了http.Handler接口的对象都可作为一个处理器。通俗的说,对象只要有个如下签名的ServeHTTP方法即可:

ServeHTTP(http.ResponseWriter, *http.Request)

Go 语言的 HTTP 包自带了几个函数用作常用处理器,比如FileServerNotFoundHandlerRedirectHandler。我们从一个简单具体的例子开始:

$ mkdir handler-example
$ cd handler-example
$ touch main.go

//File: main.go
package main

import (
  "log"
  "net/http"
)

func main() {
  mux := http.NewServeMux()

  rh := http.RedirectHandler("http://example.org", 307)
  mux.Handle("/foo", rh)

  log.Println("Listening...")
  http.ListenAndServe(":3000", mux)
}

快速地过一下代码:

  • main 函数中我们只用了 http.NewServeMux 函数来创建一个空的 ServeMux

  • 然后我们使用 http.RedirectHandler 函数创建了一个新的处理器,这个处理器会对收到的所有请求,都执行307重定向操作到 http://example.org

  • 接下来我们使用 ServeMux.Handle 函数将处理器注册到新创建的 ServeMux,所以它在 URL 路径/foo 上收到所有的请求都交给这个处理器。

  • 最后我们创建了一个新的服务器,并通过 http.ListenAndServe 函数监听所有进入的请求,通过传递刚才创建的 ServeMux来为请求去匹配对应处理器。

继续,运行一下这个程序:

$ go run main.go
Listening...

然后在浏览器中访问 http://localhost:3000/foo,你应该能发现请求已经成功的重定向了。

明察秋毫的你应该能注意到一些有意思的事情:ListenAndServer 的函数签名是 ListenAndServe(addr string, handler Handler) ,但是第二个参数我们传递的是个 ServeMux

我们之所以能这么做,是因为 ServeMux 也有 ServeHTTP 方法,因此它也是个合法的 Handler

对我来说,将 ServerMux 用作一个特殊的Handler是一种简化。它不是自己输出响应而是将请求传递给注册到它的其他 Handler。这乍一听起来不是什么明显的飞跃 - 但在 Go 中将 Handler 链在一起是非常普遍的用法。

自定义处理器(Custom Handlers)

让我们创建一个自定义的处理器,功能是将以特定格式输出当前的本地时间:

type timeHandler struct {
  format string
}

func (th *timeHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  tm := time.Now().Format(th.format)
  w.Write([]byte("The time is: " + tm))
}

这个例子里代码本身并不是重点。

真正的重点是我们有一个对象(本例中就是个timerHandler结构体,但是也可以是一个字符串、一个函数或者任意的东西),我们在这个对象上实现了一个 ServeHTTP(http.ResponseWriter, *http.Request) 签名的方法,这就是我们创建一个处理器所需的全部东西。

我们把这个集成到具体的示例里:

//File: main.go

package main

import (
  "log"
  "net/http"
  "time"
)

type timeHandler struct {
  format string
}

func (th *timeHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  tm := time.Now().Format(th.format)
  w.Write([]byte("The time is: " + tm))
}

func main() {
  mux := http.NewServeMux()

  th := &timeHandler{format: time.RFC1123}
  mux.Handle("/time", th)

  log.Println("Listening...")
  http.ListenAndServe(":3000", mux)
}

main函数中,我们像初始化一个常规的结构体一样,初始化了timeHandler,用 & 符号获得了其地址。随后,像之前的例子一样,我们使用 mux.Handle 函数来将其注册到 ServerMux

现在当我们运行这个应用,ServerMux 将会将任何对 /time的请求直接交给 timeHandler.ServeHTTP 方法处理。

访问一下这个地址看一下效果:http://localhost:3000/time

注意我们可以在多个路由中轻松的复用 timeHandler

func main() {
  mux := http.NewServeMux()

  th1123 := &timeHandler{format: time.RFC1123}
  mux.Handle("/time/rfc1123", th1123)

  th3339 := &timeHandler{format: time.RFC3339}
  mux.Handle("/time/rfc3339", th3339)

  log.Println("Listening...")
  http.ListenAndServe(":3000", mux)
}

将函数作为处理器

对于简单的情况(比如上面的例子),定义个新的有 ServerHTTP 方法的自定义类型有些累赘。我们看一下另外一种方式,我们借助 http.HandlerFunc 类型来让一个常规函数满足作为一个 Handler 接口的条件。

任何有 func(http.ResponseWriter, *http.Request) 签名的函数都能转化为一个 HandlerFunc 类型。这很有用,因为 HandlerFunc 对象内置了 ServeHTTP 方法,后者可以聪明又方便的调用我们最初提供的函数内容。

如果你听起来还有些困惑,可以尝试看一下[相关的源代码]http://golang.org/src/pkg/net…。你将会看到让一个函数对象满足 Handler 接口是非常简洁优雅的。

让我们使用这个技术重新实现一遍timeHandler应用:

//File: main.go
package main

import (
  "log"
  "net/http"
  "time"
)

func timeHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  tm := time.Now().Format(time.RFC1123)
  w.Write([]byte("The time is: " + tm))
}

func main() {
  mux := http.NewServeMux()

  // Convert the timeHandler function to a HandlerFunc type
  th := http.HandlerFunc(timeHandler)
  // And add it to the ServeMux
  mux.Handle("/time", th)

  log.Println("Listening...")
  http.ListenAndServe(":3000", mux)
}

实际上,将一个函数转换成 HandlerFunc 后注册到 ServeMux 是很普遍的用法,所以 Go 语言为此提供了个便捷方式:ServerMux.HandlerFunc 方法。

我们使用便捷方式重写 main() 函数看起来是这样的:

func main() {
  mux := http.NewServeMux()

  mux.HandleFunc("/time", timeHandler)

  log.Println("Listening...")
  http.ListenAndServe(":3000", mux)
}

绝大多数情况下这种用函数当处理器的方式工作的很好。但是当事情开始变得更复杂的时候,就会有些产生一些限制了。

你可能已经注意到了,跟之前的方式不同,我们不得不将时间格式硬编码到 timeHandler 的方法中。如果我们想从 main() 函数中传递一些信息或者变量给处理器该怎么办?

一个优雅的方式是将我们处理器放到一个闭包中,将我们要使用的变量带进去:

//File: main.go
package main

import (
  "log"
  "net/http"
  "time"
)

func timeHandler(format string) http.Handler {
  fn := func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    tm := time.Now().Format(format)
    w.Write([]byte("The time is: " + tm))
  }
  return http.HandlerFunc(fn)
}

func main() {
  mux := http.NewServeMux()

  th := timeHandler(time.RFC1123)
  mux.Handle("/time", th)

  log.Println("Listening...")
  http.ListenAndServe(":3000", mux)
}

timeHandler 函数现在有了个更巧妙的身份。除了把一个函数封装成 Handler(像我们之前做到那样),我们现在使用它来返回一个处理器。这种机制有两个关键点:

首先是创建了一个fn,这是个匿名函数,将 format 变量封装到一个闭包里。闭包的本质让处理器在任何情况下,都可以在本地范围内访问到 format 变量。

其次我们的闭包函数满足 func(http.ResponseWriter, *http.Request) 签名。如果你记得之前我们说的,这意味我们可以将它转换成一个HandlerFunc类型(满足了http.Handler接口)。我们的timeHandler 函数随后转换后的 HandlerFunc 返回。

在上面的例子中我们已经可以传递一个简单的字符串给处理器。但是在实际的应用中可以使用这种方法传递数据库连接、模板组,或者其他应用级的上下文。使用全局变量也是个不错的选择,还能得到额外的好处就是编写更优雅的自包含的处理器以便测试。

你也可能见过相同的写法,像这样:

func timeHandler(format string) http.Handler {
  return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    tm := time.Now().Format(format)
    w.Write([]byte("The time is: " + tm))
  })
}

或者在返回时,使用一个到 HandlerFunc 类型的隐式转换:

func timeHandler(format string) http.HandlerFunc {
  return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    tm := time.Now().Format(format)
    w.Write([]byte("The time is: " + tm))
  }
}

更便利的 DefaultServeMux

你可能已经在很多地方看到过 DefaultServeMux, 从最简单的 Hello World 例子,到 go 语言的源代码中。

我花了很长时间才意识到 DefaultServerMux 并没有什么的特殊的地方。DefaultServerMux 就是我们之前用到的 ServerMux,只是它随着 net/httpp 包初始化的时候被自动初始化了而已。Go 源代码中的相关行如下:

var DefaultServeMux = NewServeMux()

net/http 包提供了一组快捷方式来配合 DefaultServeMuxhttp.Handlehttp.HandleFunc。这些函数与我们之前看过的类似的名称的函数功能一样,唯一的不同是他们将处理器注册到 DefaultServerMux ,而之前我们是注册到自己创建的 ServeMux

此外,ListenAndServe在没有提供其他的处理器的情况下(也就是第二个参数设成了 nil),内部会使用 DefaultServeMux

因此,作为最后一个步骤,我们使用 DefaultServeMux 来改写我们的 timeHandler应用:

//File: main.go
package main

import (
  "log"
  "net/http"
  "time"
)

func timeHandler(format string) http.Handler {
  fn := func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    tm := time.Now().Format(format)
    w.Write([]byte("The time is: " + tm))
  }
  return http.HandlerFunc(fn)
}

func main() {
  // Note that we skip creating the ServeMux...

  var format string = time.RFC1123
  th := timeHandler(format)

  // We use http.Handle instead of mux.Handle...
  http.Handle("/time", th)

  log.Println("Listening...")
  // And pass nil as the handler to ListenAndServe.
  http.ListenAndServe(":3000", nil)
}