build-web-application-with-golang 学习教程
这几周学习以上教程，仅记录一些重点难点部分。
Go语言
Go语言基础
Go是一门类似C的编译型语言，但是它的编译速度非常快。这门语言的关键字总共也就二十五个：
break default func interface select
case defer go map struct
chan else goto package switch
const fallthrough if range type
continue for import return var
- var和const参考2.2Go语言基础里面的变量和常量申明
- package和import已经有过短暂的接触
- func 用于定义函数和方法
- return 用于从函数返回
- defer 用于类似析构函数
- go 用于并发
- select 用于选择不同类型的通讯
- interface 用于定义接口，参考2.6小节
- struct 用于定义抽象数据类型，参考2.5小节
- break、case、continue、for、fallthrough、else、if、switch、goto、default这些参考2.3流程介绍里面
- chan用于channel通讯
- type用于声明自定义类型
- map用于声明map类型数据
- range用于读取slice、map、channel数据
Go程序是通过package来组织的，package <pkgName>这一行告诉我们当前文件属于哪个包，而包名main则告诉我们它是一个可独立运行的包，它在编译后会产生可执行文件。除了main包之外，其它的包最后都会生成*.a文件（也就是包文件）并放置在$GOPATH/pkg/$GOOS_$GOARCH中（以Mac为例就是$GOPATH/pkg/darwin_amd64）。
每一个可独立运行的Go程序，必定包含一个
package main，在这个main包中必定包含一个入口函数main，而这个函数既没有参数
，也没有返回值。
包的概念和Python中的package类似，它们都有一些特别的好处：模块化（能够把你的程序分成多个模块)和可重用性（每个模块都能被其它应用程序反复使用）。
Go语言重点难点
interface
简单的说，interface是一组method签名的组合，我们通过interface来定义对象的一组行为。
package main
import "fmt"
type Human struct {
name string
age int
phone string
}
type Student struct {
Human //匿名字段
school string
loan float32
}
type Employee struct {
Human //匿名字段
company string
money float32
}
//Human实现SayHi方法
func (h Human) SayHi() {
fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s
", h.name, h.phone)
}
//Human实现Sing方法
func (h Human) Sing(lyrics string) {
fmt.Println("La la la la...", lyrics)
}
//Employee重载Human的SayHi方法
func (e Employee) SayHi() {
fmt.Printf("Hi, I am %s, I work at %s. Call me on %s
", e.name,
e.company, e.phone)
}
// Interface Men被Human,Student和Employee实现
// 因为这三个类型都实现了这两个方法
type Men interface {
SayHi()
Sing(lyrics string)
}
func main() {
mike := Student{Human{"Mike", 25, "222-222-XXX"}, "MIT", 0.00}
paul := Student{Human{"Paul", 26, "111-222-XXX"}, "Harvard", 100}
sam := Employee{Human{"Sam", 36, "444-222-XXX"}, "Golang Inc.", 1000}
tom := Employee{Human{"Tom", 37, "222-444-XXX"}, "Things Ltd.", 5000}
//定义Men类型的变量i
var i Men
//i能存储Student
i = mike
fmt.Println("This is Mike, a Student:")
i.SayHi()
i.Sing("November rain")
//i也能存储Employee
i = tom
fmt.Println("This is tom, an Employee:")
i.SayHi()
i.Sing("Born to be wild")
//定义了slice Men
fmt.Println("Let's use a slice of Men and see what happens")
x := make([]Men, 3)
//这三个都是不同类型的元素，但是他们实现了interface同一个接口
x[0], x[1], x[2] = paul, sam, mike
for _, value := range x{
value.SayHi()
}
}
interface就是一组抽象方法的集合，它必须由其他非interface类型实现，而不能自我实现。
空interface
空interface(interface{})不包含任何的method，正因为如此，所有的类型都实现了空interface。空interface对于描述起不到任何的作用(因为它不包含任何的method），但是空interface在我们需要存储任意类型的数值的时候相当有用，因为它可以存储任意类型的数值。它有点类似于C语言的void*类型。
// 定义a为空接口
var a interface{}
var i int = 5
s := "Hello world"
// a可以存储任意类型的数值
a = i
a = s
goroutine
goroutine是Go并行设计的核心。goroutine说到底其实就是协程，但是它比线程更小，十几个goroutine可能体现在底层就是五六个线程，Go语言内部帮你实现了这些goroutine之间的内存共享。执行goroutine只需极少的栈内存(大概是4~5KB)，当然会根据相应的数据伸缩。也正因为如此，可同时运行成千上万个并发任务。goroutine比thread更易用、更高效、更轻便。
goroutine是通过Go的runtime管理的一个线程管理器。goroutine通过go关键字实现了，其实就是一个普通的函数。
package main
import (
"fmt"
"runtime"
)
func say(s string) {
for i := 0; i < 5; i++ {
runtime.Gosched()
fmt.Println(s)
}
}
func main() {
go say("world") //开一个新的Goroutines执行
say("hello") //当前Goroutines执行
}
// 以上程序执行后将输出：
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello
// world
// hello
channels
goroutine运行在相同的地址空间，因此访问共享内存必须做好同步。那么goroutine之间如何进行数据的通信呢，Go提供了一个很好的通信机制channel。channel可以与Unix shell 中的双向管道做类比：可以通过它发送或者接收值。这些值只能是特定的类型：channel类型。定义一个channel时，也需要定义发送到channel的值的类型。注意，必须使用make 创建channel：
package main
import "fmt"
func sum(a []int, c chan int) {
total := 0
for _, v := range a {
total += v
}
c <- total // send total to c
}
func main() {
a := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}
c := make(chan int)
go sum(a[:len(a)/2], c)
go sum(a[len(a)/2:], c)
x, y := <-c, <-c // receive from c
fmt.Println(x, y, x + y)
}
Web Service With Golang
Go搭建一个Web服务器
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。
package main
import (
"fmt"
"net/http"
"strings"
"log"
)
func sayhelloName(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 astaxie!") //这个写入到w的是输出到客户端的
}
func main() {
http.HandleFunc("/", sayhelloName) //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)
}
}
看到上面这个代码，要编写一个Web服务器很简单，只要调用http包的两个函数就可以了（类似于Python的tornado）。我们build之后，然后执行web.exe,这个时候其实已经在9090端口监听http链接请求了。
在浏览器输入http://localhost:9090
可以看到浏览器页面输出了Hello astaxie!
可以换一个地址试试：http://localhost:9090/?url_long=111&url_long=222
看看浏览器输出的是什么，服务器输出的是什么？
Go的Web服务底层
http包执行流程
-
创建Listen Socket, 监听指定的端口, 等待客户端请求到来。
-
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。
-
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。
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
- 如何监听端口？
- 如何接收客户端请求？
- 如何分配handler？
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：
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()
}
}
监控之后如何接收客户端的请求呢？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。这个函数里面起了一个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。
那么如何具体分配到相应的函数来处理请求呢？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,那么这个变量用来做什么的呢？对，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，那么这个我们有设置过吗?有，我们调用的代码里面第一句不是调用了http.HandleFunc("/", sayhelloName)嘛。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。
详细的整个流程如下图所示：
Go代码的执行流程
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。
-
首先调用Http.HandleFunc
按顺序做了几件事：
1 调用了DefaultServeMux的HandleFunc
2 调用了DefaultServeMux的Handle
3 往DefaultServeMux的map[string]muxEntry中增加对应的handler和路由规则
-
其次调用http.ListenAndServe(":9090", nil)
按顺序做了几件事情：
1 实例化Server
2 调用Server的ListenAndServe()
3 调用net.Listen("tcp", addr)监听端口
4 启动一个for循环，在循环体中Accept请求
5 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()
6 读取每个请求的内容w, err := c.readRequest()
7 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
8 调用handler的ServeHttp
9 在这个例子中，下面就进入到DefaultServeMux.ServeHttp
10 根据request选择handler，并且进入到这个handler的ServeHTTP
mux.handler(r).ServeHTTP(w, r)11 选择handler：
A 判断是否有路由能满足这个request（循环遍历ServeMux的muxEntry）
B 如果有路由满足，调用这个路由handler的ServeHTTP
C 如果没有路由满足，调用NotFoundHandler的ServeHTTP
表单
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