深入理解Go语言中的Dispatcher

介绍

Go使用goroutines来处理connection的读写事件，不会阻塞：

c, err := srv.newConn(rw)
  if err != nil {
    continue
  }
  go c.serve()

c即为创建的connection，保存了该次请求的信息，然后再传递到对应的handler，handler就可以读取到请求的header信息，保证了请求之间独立。

Go中的ServeMux

上面代码中提到了c（这个c就是connection）.serve（）方法。其实内部是调用了http包默认的路由器，通过路由器把本次请求的信息传递到了后端的处理函数。

默认路由器ServeMux，结构如下：

type ServeMux struct {
 mu sync.RWMutex  //锁，由于请求涉及到并发处理，因此这里需要一个锁机制
 m map[string]muxEntry // 路由规则，一个string对应一个mux实体，这里的string就是注册的路由表达式
 hosts bool // 是否在任意的规则中带有host信息
}

下面看一下muxEntry：

type muxEntry struct {
 explicit bool  // 是否精确匹配
 h    Handler // 这个路由表达式对应哪个handler
 pattern string //匹配字符串
}

接着看一下Handler的定义：

type Handler interface {
 ServeHTTP(ResponseWriter, *Request) // 路由实现器
}

Handler是一个接口，但是前一小节中的sayhelloName函数并没有实现ServeHTTP这个接口，仍然能添加到路由表中，原因就是http包里还有一个HandlerFunc，我们定义的函数sayhelloName就是这个HandlerFunc调用的结果，而这个类型默认实现了ServeHTTP这个接口，即我们调用了HandlerFunc（f） ，强制类型转换f成为HandlerFunc类型，这样f就拥有了ServeHTTP方法。

type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
// ServeHTTP calls f(w, r).
func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
  f(w, r)
}

我们看一下HandlerFunc的官方注解：

HandlerFunc类型是一个适配器，允许使用普通的函数作为HTTP处理程序。如果f是具有适当签名的函数，HandlerFunc（f）是调用f的Handler。

适当的签名，由于作者水平也不深厚（毕竟我本命语言是java），猜一下指的应该是函数的参数以及返回值，也就是说：如果函数的参数是两个，分别是ResponseWriter和一个指向Request的指针，并且返回值为void类型的函数，可以强转为HandlerFunc，而最终调用的f中的Handler接口的方法也就是ServeHttp。

路由器里面存储好了相应的路由规则之后，那么具体的请求又是怎么分发的呢？请看下面的代码，默认的路由器实现了ServeHTTP：

func (mux *ServeMux) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
 if r.RequestURI == "*" {
 w.Header().Set("Connection", "close")
 w.WriteHeader(StatusBadRequest)
 return
 }
 h, _ := mux.Handler(r)
 h.ServeHTTP(w, r)
}

如上所示路由器接收到请求之后，如果是*那么关闭链接，不然调用mux.Handler(r)返回对应设置路由的处理Handler，然后执行h.ServeHTTP(w, r) 。看一下ServeMUX.Handler（*request）的官方文档：

Handler返回用于给定请求的处理程序，请咨询r.Method，r.Host和r.URL.Path。它总是返回一个非nil处理程序。如果路径不是其规范形式，处理程序将是重定向到规范路径的内部生成的处理程序。

Handler还返回与请求匹配的注册模式，或者在内部生成的重定向的情况下，返回在跟随重定向之后匹配的模式。

如果没有适用于请求的注册处理程序，则Handler返回“未找到页面”处理程序和空模式。

说白了，根据request的method、host和请求的URL的路径返回一个处理程序，这个处理程序就是我们说过的Handler，再看看Handler接口的方法，我们就知道了，最终会跑到我们sayhelloName里面~。我们看看ServeMux.Handler(*request)的实现：

func (mux *ServeMux) Handler(r *Request) (h Handler, pattern string) {
 if r.Method != "CONNECT" {
 if p := cleanPath(r.URL.Path); p != r.URL.Path {
  _, pattern = mux.handler(r.Host, p)
  return RedirectHandler(p, StatusMovedPermanently), pattern
 }
 }  
 return mux.handler(r.Host, r.URL.Path)
}
func (mux *ServeMux) handler(host, path string) (h Handler, pattern string) {
 mux.mu.RLock()
 defer mux.mu.RUnlock()
 // Host-specific pattern takes precedence over generic ones
 if mux.hosts {
 h, pattern = mux.match(host + path)
 }
 if h == nil {
 h, pattern = mux.match(path)
 }
 if h == nil {
 h, pattern = NotFoundHandler(), ""
 }
 return
}

为了不让读者懵逼，我们还是看一下match方法，这是个私有方法，循环迭代了mux中的map：

func (mux *ServeMux) match(path string) (h Handler, pattern string) {
 var n = 0
 for k, v := range mux.m {
 if !pathMatch(k, path) {
  continue
 }
 if h == nil || len(k) > n {
  n = len(k)
  h = v.h
  pattern = v.pattern
 }
 }
 return
}

匹配到之后返回存储的handler，调用这个handler的ServeHTTP接口就可以执行到相应的函数了。

Go其实支持外部实现的路由器 ListenAndServe的第二个参数就是用以配置外部路由器的，它是一个Handler接口，即外部路由器只要实现了Handler接口就可以,我们可以在自己实现的路由器的ServeHTTP里面实现自定义路由功能。

我们实现一个简易路由器：

package main
import (
 "fmt"
 "net/http"
)
type MyMux struct {}
func (p *MyMux) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 if r.URL.Path == "/" {
 sayhelloName(w, r)
 return
 }
 http.NotFound(w, r)
 return
}
func sayhelloName(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 fmt.Fprintf(w, "Hello myroute!")
}
func main() {
 mux := &MyMux{}
 http.ListenAndServe(":9090", mux)
}

通过对http包的分析之后，现在让我们来梳理一下整个的代码执行过程：

1、首先调用Http.HandleFunc，按顺序做了几件事：

• 调用了DefaultServeMux的HandleFunc
• 调用了DefaultServeMux的Handle
• 往DefaultServeMux的map[string]muxEntry中增加对应的handler和路由规则

2、其次调用http.ListenAndServe(“:9090”, nil) ，按顺序做了几件事情：

• 实例化Server
• 调用Server的ListenAndServe()
• 调用net.Listen(“tcp”, addr)监听端口
• 启动一个for循环，在循环体中Accept请求
• 对每个请求实例化一个Conn，并且开启一个goroutine为这个请求进行服务go c.serve()
• 读取每个请求的内容w, err := c.readRequest()
• 判断handler是否为空，如果没有设置handler（这个例子就没有设置handler），handler就设置为DefaultServeMux
• 调用handler的ServeHttp
• 在这个例子中，下面就进入到DefaultServeMux.ServeHttp
• 根据request选择handler，并且进入到这个handler的ServeHTTP，mux.handler(r).ServeHTTP(w, r)
• 选择handler：
• 判断是否有路由能满足这个request（循环遍历ServerMux的muxEntry）
• 如果有路由满足，调用这个路由handler的ServeHttp
• 如果没有路由满足，调用NotFoundHandler的ServeHttp

总结