Go 語言 Web服務(wù)

原文鏈接：https://gopl-zh.github.io/ch1/ch1-07.html

1.7. Web服務(wù)

Go語言的內(nèi)置庫使得寫一個類似fetch的web服務(wù)器變得異常地簡單。在本節(jié)中，我們會展示一個微型服務(wù)器，這個服務(wù)器的功能是返回當(dāng)前用戶正在訪問的URL。比如用戶訪問的是 http://localhost:8000/hello ，那么響應(yīng)是URL.Path = "hello"。

gopl.io/ch1/server1

// Server1 is a minimal "echo" server.
package main

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

func main() {
    http.HandleFunc("/", handler) // each request calls handler
    log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:8000", nil))
}

// handler echoes the Path component of the request URL r.
func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "URL.Path = %q\n", r.URL.Path)
}

我們只用了八九行代碼就實現(xiàn)了一個Web服務(wù)程序，這都是多虧了標(biāo)準(zhǔn)庫里的方法已經(jīng)幫我們完成了大量工作。main函數(shù)將所有發(fā)送到/路徑下的請求和handler函數(shù)關(guān)聯(lián)起來，/開頭的請求其實就是所有發(fā)送到當(dāng)前站點上的請求，服務(wù)監(jiān)聽8000端口。發(fā)送到這個服務(wù)的“請求”是一個http.Request類型的對象，這個對象中包含了請求中的一系列相關(guān)字段，其中就包括我們需要的URL。當(dāng)請求到達(dá)服務(wù)器時，這個請求會被傳給handler函數(shù)來處理，這個函數(shù)會將/hello這個路徑從請求的URL中解析出來，然后把其發(fā)送到響應(yīng)中，這里我們用的是標(biāo)準(zhǔn)輸出流的fmt.Fprintf。Web服務(wù)會在第7.7節(jié)中做更詳細(xì)的闡述。

讓我們在后臺運行這個服務(wù)程序。如果你的操作系統(tǒng)是Mac OS X或者Linux，那么在運行命令的末尾加上一個&符號，即可讓程序簡單地跑在后臺，windows下可以在另外一個命令行窗口去運行這個程序。

$ go run src/gopl.io/ch1/server1/main.go &

現(xiàn)在可以通過命令行來發(fā)送客戶端請求了：

$ go build gopl.io/ch1/fetch
$ ./fetch http://localhost:8000
URL.Path = "/"
$ ./fetch http://localhost:8000/help
URL.Path = "/help"

還可以直接在瀏覽器里訪問這個URL，然后得到返回結(jié)果，如圖1.2：

在這個服務(wù)的基礎(chǔ)上疊加特性是很容易的。一種比較實用的修改是為訪問的url添加某種狀態(tài)。比如，下面這個版本輸出了同樣的內(nèi)容，但是會對請求的次數(shù)進(jìn)行計算；對URL的請求結(jié)果會包含各種URL被訪問的總次數(shù)，直接對/count這個URL的訪問要除外。

gopl.io/ch1/server2

// Server2 is a minimal "echo" and counter server.
package main

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

var mu sync.Mutex
var count int

func main() {
    http.HandleFunc("/", handler)
    http.HandleFunc("/count", counter)
    log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:8000", nil))
}

// handler echoes the Path component of the requested URL.
func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    mu.Lock()
    count++
    mu.Unlock()
    fmt.Fprintf(w, "URL.Path = %q\n", r.URL.Path)
}

// counter echoes the number of calls so far.
func counter(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    mu.Lock()
    fmt.Fprintf(w, "Count %d\n", count)
    mu.Unlock()
}

這個服務(wù)器有兩個請求處理函數(shù)，根據(jù)請求的url不同會調(diào)用不同的函數(shù)：對/count這個url的請求會調(diào)用到counter這個函數(shù)，其它的url都會調(diào)用默認(rèn)的處理函數(shù)。如果你的請求pattern是以/結(jié)尾，那么所有以該url為前綴的url都會被這條規(guī)則匹配。在這些代碼的背后，服務(wù)器每一次接收請求處理時都會另起一個goroutine，這樣服務(wù)器就可以同一時間處理多個請求。然而在并發(fā)情況下，假如真的有兩個請求同一時刻去更新count，那么這個值可能并不會被正確地增加；這個程序可能會引發(fā)一個嚴(yán)重的bug：競態(tài)條件（參見9.1）。為了避免這個問題，我們必須保證每次修改變量的最多只能有一個goroutine，這也就是代碼里的mu.Lock()和mu.Unlock()調(diào)用將修改count的所有行為包在中間的目的。第九章中我們會進(jìn)一步講解共享變量。

下面是一個更為豐富的例子，handler函數(shù)會把請求的http頭和請求的form數(shù)據(jù)都打印出來，這樣可以使檢查和調(diào)試這個服務(wù)更為方便：

gopl.io/ch1/server3

// handler echoes the HTTP request.
func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "%s %s %s\n", r.Method, r.URL, r.Proto)
    for k, v := range r.Header {
        fmt.Fprintf(w, "Header[%q] = %q\n", k, v)
    }
    fmt.Fprintf(w, "Host = %q\n", r.Host)
    fmt.Fprintf(w, "RemoteAddr = %q\n", r.RemoteAddr)
    if err := r.ParseForm(); err != nil {
        log.Print(err)
    }
    for k, v := range r.Form {
        fmt.Fprintf(w, "Form[%q] = %q\n", k, v)
    }
}

我們用http.Request這個struct里的字段來輸出下面這樣的內(nèi)容：

GET /?q=query HTTP/1.1
Header["Accept-Encoding"] = ["gzip, deflate, sdch"]
Header["Accept-Language"] = ["en-US,en;q=0.8"]
Header["Connection"] = ["keep-alive"]
Header["Accept"] = ["text/html,application/xhtml+xml,application/xml;..."]
Header["User-Agent"] = ["Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_7_5)..."]
Host = "localhost:8000"
RemoteAddr = "127.0.0.1:59911"
Form["q"] = ["query"]

可以看到這里的ParseForm被嵌套在了if語句中。Go語言允許這樣的一個簡單的語句結(jié)果作為局部的變量聲明出現(xiàn)在if語句的最前面，這一點對錯誤處理很有用處。我們還可以像下面這樣寫（當(dāng)然看起來就長了一些）：

err := r.ParseForm()
if err != nil {
    log.Print(err)
}

用if和ParseForm結(jié)合可以讓代碼更加簡單，并且可以限制err這個變量的作用域，這么做是很不錯的。我們會在2.7節(jié)中講解作用域。

在這些程序中，我們看到了很多不同的類型被輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出流中。比如前面的fetch程序，把HTTP的響應(yīng)數(shù)據(jù)拷貝到了os.Stdout，lissajous程序里我們輸出的是一個文件。fetchall程序則完全忽略到了HTTP的響應(yīng)Body，只是計算了一下響應(yīng)Body的大小，這個程序中把響應(yīng)Body拷貝到了ioutil.Discard。在本節(jié)的web服務(wù)器程序中則是用fmt.Fprintf直接寫到了http.ResponseWriter中。

盡管三種具體的實現(xiàn)流程并不太一樣，他們都實現(xiàn)一個共同的接口，即當(dāng)它們被調(diào)用需要一個標(biāo)準(zhǔn)流輸出時都可以滿足。這個接口叫作io.Writer，在7.1節(jié)中會詳細(xì)討論。

Go語言的接口機(jī)制會在第7章中講解，為了在這里簡單說明接口能做什么，讓我們簡單地將這里的web服務(wù)器和之前寫的lissajous函數(shù)結(jié)合起來，這樣GIF動畫可以被寫到HTTP的客戶端，而不是之前的標(biāo)準(zhǔn)輸出流。只要在web服務(wù)器的代碼里加入下面這幾行。

handler := func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    lissajous(w)
}
http.HandleFunc("/", handler)

或者另一種等價形式：

http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    lissajous(w)
})

HandleFunc函數(shù)的第二個參數(shù)是一個函數(shù)的字面值，也就是一個在使用時定義的匿名函數(shù)。這些內(nèi)容我們會在5.6節(jié)中講解。

做完這些修改之后，在瀏覽器里訪問 http://localhost:8000 。每次你載入這個頁面都可以看到一個像圖1.3那樣的動畫。

練習(xí) 1.12： 修改Lissajour服務(wù)，從URL讀取變量，比如你可以訪問 http://localhost:8000/?cycles=20 這個URL，這樣訪問可以將程序里的cycles默認(rèn)的5修改為20。字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字可以調(diào)用strconv.Atoi函數(shù)。你可以在godoc里查看strconv.Atoi的詳細(xì)說明。