小白学标准库之 http

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1. 前言

标准库是工具，是手段，是拿来用的。一味的学标准库就忽视了语言的内核，关键。语言层面的特性，内存管理，垃圾回收。数据结构，设计模式。这些是程序的内核，要熟练，乃至精通它们，而不是精通标准库。

标准库是需要掌握的，了解的。可以通过标准库深挖语言的特性，但不能只学标准库，学所谓的表面的东西。

基于这个目的，这里不会深入介绍 http 标准库，因为它内容太广，想深亦难。当然不是说不要，是要的，部分内容留作后续研究。

2. net/http 介绍

http 是超文本传输协议，是基于 TCP/IP 协议之上的应用层协议。HTTP 协议入门 清晰的介绍了 HTTP 协议。

Go 中实现 http 协议的包是 net/http。实现 http 协议需要 HTTP request 请求和 HTTP response 响应，请求和响应分别对应 Request 和 Response 结构体，如下：

type Request struct {
	Method string

	URL *url.URL

	Proto      string // "HTTP/1.0"
	ProtoMajor int    // 1
	ProtoMinor int    // 0

	Header Header
    ...
}

type Response struct {
	Status     string // e.g. "200 OK"
	StatusCode int    // e.g. 200
	Proto      string // e.g. "HTTP/1.0"
	ProtoMajor int    // e.g. 1
	ProtoMinor int    // e.g. 0

	Header Header
	Body io.ReadCloser
    ...
}

抓住了结构体就抓住了实例对应的属性和方法。

这里构造 server 端实现 http response 响应：

package main

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

func main() {
    helloHandler := func(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        sr := "hello, world with request " + req.Method
        io.WriteString(w, sr)
    }

    http.HandleFunc("/hello", helloHandler)
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8082", nil))
}

其中：

• ListenAndServe 调用 net 包的 Listen 方法实现 tcp 地址 (ip + port) 的侦听，Go 标准库 net 介绍了 net 包相关内容。

• http.ResponseWriter 是接口，它实现了 Header，Write，WriteHeader 方法向响应添加 header 和 body 内容。如定义当调用 /hello api 时返回 404 状态码，可调用 WriterHeader 方法如下：

  w.WriteHeader(404)
  sr := "hello, world with request " + req.Method
  io.WriteString(w, sr)
  

  注意状态码不能重复写，如将 WriteHeader(404) 置于 WriteString 后会报错 http: superfluous response.WriteHeader call from。

• http.Request 是客户端发来的请求，在 Handler 中可使用该请求组合生成响应信息。这里将返回字符和请求方法结合作为响应发给客户端。

继续构造客户端实现 HTTP request 请求：

func main() {
    response, err := http.Get("http://127.0.0.1:8082/hello")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        os.Exit(1)
    }

    defer response.Body.Close()
    body, _ := ioutil.ReadAll(response.Body)
    fmt.Println(string(body))
    fmt.Println(response)
    fmt.Println(*response.Request)
}

运行 server 和 client：

// run server
[chunqiu@test http]$ go run server/server.go

// run client
[chunqiu@test http]$ go run main.go
hello, world with request GET

&{404 Not Found 404 HTTP/1.1 1 1 map[Content-Length:[29] Content-Type:[text/plain; charset=utf-8] Date:[Mon, 06 Dec 2021 02:18:11 GMT]] 0xc00009c040 29 [] false false map[] 0xc000140000 <nil>}

{GET http://127.0.0.1:8082/hello HTTP/1.1 1 1 map[] <nil> <nil> 0 [] false 127.0.0.1:8082 map[] map[] <nil> map[]   <nil> <nil> <nil> 0xc0000160a0}

从打印返回值可以看到：

• server response 为前面写入的状态码 404；server 和 client 通信使用的 HTTP 协议为 HTTP/1.1；response 的 Header 头信息包括 Content-Length，Content-Type 和 Date 信息，其中 Content-Length 表示文本，或其它类型的“长度”，如对于 zip 类型，返回的 Content-Length 是 zip 的大小：Length: 3116622545 (2.9G) [application/zip]。
• server 的 response 也包括了 request 的信息，request 是 response 的属性，可通过 response.Request 调用 Request 信息。

不仅是返回值头信息，在 Request 也可以定义头信息，如 Content-Type 定义接收类型，Accept 定义接收数据格式等。

3. 程序示例

看一段代码：

req, err := http.NewRequest(method, url, data)
if err != nil {
    return nil, false, err
}

req.Header.Add("Content-Type", "application/json; charset=utf-8")
resp, err := client.Do(req)
if err != nil {
    return nil, false, err
}
defer resp.Body.Close()
out, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
if err != nil {
    return nil, false, err
}

这里使用了 NewRequest 函数创建 req 实例，通过 client 调用 req 的 url 和相应的方法，并且在 req 的头信息添加 Content-Type 声明请求的 body 信息。有一点需要注意的是 ioutil 包的 ReadAll 方法，它的函数原型为：

// ReadAll reads from r until an error or EOF and returns the data it read.
// A successful call returns err == nil, not err == EOF. Because ReadAll is
// defined to read from src until EOF, it does not treat an EOF from Read
// as an error to be reported.
//
// As of Go 1.16, this function simply calls io.ReadAll.
func ReadAll(r io.Reader) ([]byte, error)

相关的描述信息见源代码注释。其中 ReadAll 函数参数为 io.Reader，它是一个实现了 Read 方法的接口。而 resp.Body 是 io.ReadCloser 接口的实例，io.ReadCloser 实现了 Reader 和 Closer 方法。看到了吗，这里发生了接口的赋值，关于接口设计与实现及接口赋值部分留作后续研究。

还有一部分内容有待后续研究的是：http 是基于 TCP/IP 之上的应用层协议，它的实现不需要关心底层 TCP/IP 的实现，这是好处又是不好的地方，底层做了什么， TCP/IP 怎么处理 http 包，从 client 到 server 经过了什么，具体流程是什么样的。这部分是不明确的，如果不掌握这部分内容 http 传输出现问题很难 debug。

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