Go Web基础_蔡建伟博客

# Web工作方式
我们平时浏览网页的时候,会打开浏览器，输入网址后按下回车键，然后就会显示出你想要浏览的内容。在这个看似简单的用户行为背后，到底隐藏了些什么呢
1. 浏览器本身是一个客户端，当你输入URL的时候，首先浏览器会去请求DNS服务器，通过DNS获取相应的域名对应的IP
2. 通过IP地址找到IP对应的服务器后，要求建立TCP连接
3. 浏览器发送完HTTP Request（请求）包后，服务器接收到请求包之后才开始处理请求包，服务器调用自身服务，返回HTTP Response（响应）包
4. 客户端收到来自服务器的响应后开始渲染这个Response包里的主体（body），等收到全部的内容随后断开与该服务器之间的TCP连接

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## URL

我们浏览网页都是通过URL访问的，那么URL到底是怎么样的呢？

URL(Uniform Resource Locator)是“统一资源定位符”的英文缩写，用于描述一个网络上的资源, 基本格式如下：
```
scheme://host[:port#]/path/.../[?query-string][#anchor]
scheme         指定低层使用的协议(例如：http, https, ftp)
host           HTTP服务器的IP地址或者域名
port#          HTTP服务器的默认端口是80，这种情况下端口号可以省略。如果使用了别的端口，必须指明，例如 http://www.cnblogs.com:8080/
path           访问资源的路径
query-string   发送给http服务器的数据
anchor         锚
```

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## DNS解析

DNS(Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于TCP/IP网络，它是一个从事将主机名或域名转换为实际IP地址的工作的一位“翻译官”

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## DNS工作原理
1. 在浏览器中输入www.qq.com域名，操作系统会先检查自己本地的hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有，就先调用这个IP地址映射，完成域名解析
2. 如果hosts里没有这个域名的映射，则查找本地DNS解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有，直接返回，完成域名解析
3. 如果hosts与本地DNS解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找TCP/IP参数中设置的首选DNS服务器，在此我们叫它本地DNS服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性
4. 如果要查询的域名，不由本地DNS服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个IP地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性
5. 如果本地DNS服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地DNS服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地DNS就把请求发至 “根DNS服务器”，“根DNS服务器”收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地DNS服务器收到IP信息后，将会联系负责.com域的这台服务器。这台负责.com域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(qq.com)给本地DNS服务器。当本地DNS服务器收到这个地址后，就会找qq.com域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到www.qq.com主机
6. 如果用的是转发模式，此DNS服务器就会把请求转发至上一级DNS服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根DNS或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地DNS服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地DNS服务器，由此DNS服务器再返回给客户机。

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![DNS解析的整个流程](https://statics.caijw.com/uploads/2018/11/RvSpx4hoZjqu1k2cz7ffEVw2uiT62XHnEQOe86g5.png "DNS解析的整个流程")

Comment:
所谓 递归查询过程 就是 “查询的递交者” 更替, 而 迭代查询过程 则是 “查询的递交者”不变

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# Go搭建Web服务器

上面介绍了Web是基于http协议的一个服务，Go语言里面提供了一个完善的net/http包，通过http包可以很方便的就搭建起来一个可以运行的Web服务。同时使用这个包能很简单地对Web的路由，静态文件，模版，cookie等数据进行设置和操作

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## http包建立Web服务器

```go
package main

import (
	"fmt"
	"net/http"
	"strings"
	"log"
)

func helloWorld(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	r.ParseForm()  //解析参数，默认是不会解析的
	fmt.Println(r.Form)  //这些信息是输出到服务器端的打印信息
	fmt.Println("path", r.URL.Path)
	fmt.Println("scheme", r.URL.Scheme)
	fmt.Println(r.Form["url_long"])
	for k, v := range r.Form {
		fmt.Println("key:", k)
		fmt.Println("val:", strings.Join(v, ""))
	}
	fmt.Fprintf(w, "Hello world!") //这个写入到w的是输出到客户端的
}

func main() {
	http.HandleFunc("/", helloWorld) //设置访问的路由
	err := http.ListenAndServe(":9090", nil) //设置监听的端口
	if err != nil {
		log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
	}
}
```

Comment:
并不需要apache等服务器，因为他直接就监听tcp端口了，做了服务器做的事情，然后helloWorld这个其实就是我们写的逻辑函数了，跟php里面的控制层（controller）函数类似

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# 小结
介绍了HTTP协议, DNS解析的过程, 如何用go实现一个简陋的web server
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# go如何使得Web工作
前面介绍了如何通过Go搭建一个Web服务，我们可以看到简单应用一个net/http包就方便的搭建起来了
那么Go在底层到底是怎么做的呢？万变不离其宗，Go的Web服务工作也离不开我们开始所介绍的Web工作方式

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## web工作方式的几个概念
以下均是服务器端的几个概念
* Request：用户请求的信息，用来解析用户的请求信息，包括post、get、cookie、url等信息
* Response：服务器需要反馈给客户端的信息
* Conn：用户的每次请求链接
* Handler：处理请求和生成返回信息的处理逻辑
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## 分析http包运行机制
如下图所示，是Go实现Web服务的工作模式的流程图
![Go实现Web服务的工作模式的说明](https://statics.caijw.com/uploads/2018/11/z5OTG8QA1DsdcJYpAb5LEyKNIQp2sL2ecMfo4sQ3.png "Go实现Web服务的工作模式的说明")
Comment:
1. 创建Listen Socket, 监听指定的端口, 等待客户端请求到来
2. Listen Socket接受客户端的请求, 得到Client Socket, 接下来通过Client Socket与客户端通信
3. 处理客户端的请求, 首先从Client Socket读取HTTP请求的协议头, 如果是POST方法, 还可能要读取客户端提交的数据, 然后交给相应的handler处理请求, handler处理完毕准备好客户端需要的数据, 通过Client Socket写给客户端
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# 问题分析
这整个的过程里面我们只要了解清楚下面三个问题，也就知道Go是如何让Web运行起来了
1. 如何监听端口？
2. 如何接收客户端请求？
3. 如何分配handler？
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## 如何监听端口
前面小节的代码里面我们可以看到，Go是通过一个函数ListenAndServe来处理这些事情的，这个底层其实这样处理的：初始化一个server对象，然后调用了net.Listen("tcp", addr)，也就是底层用TCP协议搭建了一个服务，然后监控我们设置的端口
下面代码来自Go的http包的源码，通过下面的代码我们可以看到整个的http处理过程
```go
func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {
    defer l.Close()
    var tempDelay time.Duration // how long to sleep on accept failure
    for {
        rw, e := l.Accept()
        if e != nil {
            if ne, ok := e.(net.Error); ok && ne.Temporary() {
                if tempDelay == 0 {
                    tempDelay = 5 * time.Millisecond
                } else {
                    tempDelay *= 2
                }
                if max := 1 * time.Second; tempDelay > max {
                    tempDelay = max
                }
                log.Printf("http: Accept error: %v; retrying in %v", e, tempDelay)
                time.Sleep(tempDelay)
                continue
            }
            return e
        }
        tempDelay = 0
        c, err := srv.newConn(rw)
        if err != nil {
            continue
        }
        go c.serve()
    }
}
```

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## 如何接收客户端请求
上面代码执行监控端口之后，调用了srv.Serve(net.Listener)函数，这个函数就是处理接收客户端的请求信息
这个函数里面写了一个for{}，首先通过Listener接收请求，其次创建一个Conn，最后单独开了一个goroutine，把这个请求的数据当做参数扔给这个conn去服务
go c.serve()。这个就是高并发体现了，用户的每一次请求都是在一个新的goroutine去服务，相互不影响
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## 如何分配handler
conn首先会解析`request:c.readRequest()`
然后获取相应的`handler:handler := c.server.Handler`，也就是我们刚才在调用函数ListenAndServe时候的第二个参数
我们前面例子传递的是nil，也就是为空，那么默认获取handler = DefaultServeMux,这个变量就是一个路由器，它用来匹配url跳转到其相应的handle函数，上面也有设置过：调用的代码里面第一句即`http.HandleFunc("/", sayhelloName)`
这个作用就是注册了请求/的路由规则，当请求uri为"/"，路由就会转到函数sayhelloName
DefaultServeMux会调用ServeHTTP方法，这个方法内部其实就是调用sayhelloName本身，最后通过写入response的信息反馈到客户端

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## 流程示意图
![一个http连接处理流程](https://statics.caijw.com/uploads/2018/11/ILhnFQGApw7BLUgAQtPd0tI8XzXAeJylbQ8NYNkC.png "一个http连接处理流程")
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