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gin源码阅读(一)--启动

更新时间:2020-04-24
文章首发于同名公众号,欢迎关注~
因为 gin 的安装教程已经到处都有了,所以这里省略如何安装, 建议直接去 github 官方地址的 README 中浏览安装步骤,顺便了解 gin 框架的功能。https://github.com/gin-gonic/gin

最简单的代码

package main

import "github.com/gin-gonic/gin"

func main() {
    r := gin.Default()
    
    r.Run() // 监听并在 0.0.0.0:8080 上启动服务
}

上面就是使用了 gin 框架的最简单的 demo,接下来通过这个 demo 去一步步阅读分析 gin 是如何启动的。

gin.Run()

这里是服务器启动的地方,进去看看这个函数有什么奥秘:

func (engine *Engine) Run(addr ...string) (err error) {
    defer func() { debugPrintError(err) }()

    address := resolveAddress(addr)
    debugPrint("Listening and serving HTTP on %s\n", address)
    err = http.ListenAndServe(address, engine)
    return
}

除去第一行和第四行打印,是不是有点像 go 原生的 http 库?来看看 http 库的 web 服务简单 demo

package main

import (
    "log"
    "net/http"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", indexHandler)

    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

可以看到 gin 框架启动的时候,也是基于 http.ListenAndServe(addr string, handler Handler) 这个方法的,与原生的 http 库的区别就是,ListenAndServe(addr string, handler Handler) 这个方法的第二个参数,传入的是 engine,我们继续来看看 ListenAndServe 方法的具体代码:

func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
    server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
    return server.ListenAndServe()
}

server.ListenAndServe() 已经是服务监听并启动的方法,所以关键点在 Handler 这里:

// A Handler responds to an HTTP request.
// ...
type Handler interface {
    ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
}

这是 http 包里的源码注释,其实写得很详细了,注释很多,我直接省略了,感兴趣的可以去阅读一下,不出意外,这个 Handler 是一个接口,从 gin.engine 的传入已经可以看出来了吧?注释的意思是这个接口是处理程序响应HTTP请求,可以理解为,实现了这个接口,就可以接收所有的请求并进行处理。

因此 gin 框架的入口就是从这里开始,gin engine 实现了 ServeHTTP,然后接管所有的请求走 gin 框架的处理方式。细心的读者应该能发现,原生的 http web 服务传入了 nil,事实上是 http 库也有一个默认的请求处理器,感兴趣的读者可以去仔细阅读研究一下 go 官方团队的请求处理器实现哦~

那我们继续来看下 gin 框架是怎么实现这个 ServeHTTP 方法的:

// gin.go
// ServeHTTP conforms to the http.Handler interface.
func (engine *Engine) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
    c := engine.pool.Get().(*Context) // 从池里获取资源处理请求
    c.writermem.reset(w) // 重置资源的 ResponseWriter
    c.Request = req // 赋值请求给 context
    c.reset()

    engine.handleHTTPRequest(c) // 将资源信息给到 handler 进一步处理

    engine.pool.Put(c) // 请求处理结束,将资源放回池子
}

可以看到实现并不难,代码的含义我已经写上了注释,这里的重点是 Context,但不是这一篇文章的重点,我放在这一系列的后面进行讲解。

我们只需要知道,gin 也是实现了 Handler 接口,所以可以将请求按 gin 的处理方式进行处理,也就是我们可以使用 gin 来做 web 服务框架的起点。

gin.Default()

接下来进去 Default 函数去看具体实现,代码如下:

// gin.go
// Default returns an Engine instance with the Logger and Recovery middleware already attached.
func Default() *Engine {
    debugPrintWARNINGDefault() // 忽略
    engine := New()
    engine.Use(Logger(), Recovery()) // 暂时忽略
    return engine
}

其实单单看函数名,已经知道这是构造默认的 gin engine,可以看到 engine 是通过 New() 方法得到的,我们选忽略第一行和第三行。

// gin.go
func New() *Engine {
    debugPrintWARNINGNew() // 忽略
    engine := &Engine{
        RouterGroup: RouterGroup{ // 路由组,后面再分析
            Handlers: nil,
            basePath: "/",
            root:     true,
        },
        FuncMap:                template.FuncMap{},
        RedirectTrailingSlash:  true,
        RedirectFixedPath:      false,
        HandleMethodNotAllowed: false,
        ForwardedByClientIP:    true,
        AppEngine:              defaultAppEngine, // bool,是否为默认处理 engine
        UseRawPath:             false,
        UnescapePathValues:     true,
        MaxMultipartMemory:     defaultMultipartMemory,
        trees:                  make(methodTrees, 0, 9),
        delims:                 render.Delims{Left: "{{", Right: "}}"},
        secureJsonPrefix:       "while(1);",
    }
    engine.RouterGroup.engine = engine  // 重点,将 engine 重新赋值给路由组对象中的 engine
    engine.pool.New = func() interface{} { // 重点,资源池
        return engine.allocateContext()
    }
    return engine
}

到这里,我们不用看 engine 结构的具体定义,也已经看出来比较多的信息了,主要用路由组和资源池,这两个都可以分别展开写一篇文章,由于篇幅有限,这里就先不介绍了。

值得注意的是这里面有两个地方很巧妙:

engine.RouterGroup.engine = engine

很明显,路由组 RouterGroup 中还有个 engine 的指针对象,为什么要这么设计呢?读者们可以思考一下。

    engine.pool.New = func() interface{} { // 对象池
        return engine.allocateContext()
    }

看下 engine.allocateContext()方法:

func (engine *Engine) allocateContext() *Context {
    return &Context{engine: engine}
}

可以看到 engine 中包含了 pool 对象池,这个对象池是对 gin.Context 的重用,进一步减少开销,关于 sync.pool 对象池我就不在这里细说了, 后续再更新关于 sync.pool 的文章。

engine

最后再来看看 engine 的结构:

type Engine struct {
    // 路由组
    RouterGroup

    // 如果true,当前路由匹配失败但将路径最后的 / 去掉时匹配成功时自动匹配后者
    // 比如:请求是 /foo/ 但没有命中,而存在 /foo,
    // 对get method请求,客户端会被301重定向到 /foo
    // 对于其他method请求,客户端会被307重定向到 /foo
    RedirectTrailingSlash bool

    // 如果true,在没有处理者被注册来处理当前请求时router将尝试修复当前请求路径
    // 逻辑为:
    // - 移除前面的 ../ 或者 //
    // - 对新的路径进行大小写不敏感的查询
    // 如果找到了处理者,请求会被301或307重定向
    // 比如: /FOO 和 /..//FOO 会被重定向到 /foo
    // RedirectTrailingSlash 参数和这个参数独立
    RedirectFixedPath bool

    // 如果true,当路由没有被命中时,去检查是否有其他method命中
    //  如果命中,响应405 (Method Not Allowed)
    //  如果没有命中,请求将由 NotFound handler 来处理
    HandleMethodNotAllowed bool
    ForwardedByClientIP    bool

    // #726 #755 If enabled, it will thrust some headers starting with
    // 'X-AppEngine...' for better integration with that PaaS.
    AppEngine bool

    // 如果true, url.RawPath 会被用来查找参数
    UseRawPath bool

    // 如果true, path value 会被保留
    // 如果 UseRawPath是false(默认),UnescapePathValues为true
    // url.Path会被保留并使用
    UnescapePathValues bool

    // Value of 'maxMemory' param that is given to http.Request's ParseMultipartForm
    // method call.
    MaxMultipartMemory int64

    delims           render.Delims
    secureJsonPrefix string
    HTMLRender       render.HTMLRender
    FuncMap          template.FuncMap
    allNoRoute       HandlersChain
    allNoMethod      HandlersChain
    noRoute          HandlersChain
    noMethod         HandlersChain
    pool             sync.Pool
    
    //每个http method对应一棵树
    trees            methodTrees
}

上面提到过 ServeHTTP 这个方法,其中engine.handleHTTPRequest(c)这行代码就是具体的处理操作。

可以看到 engine 的结构中有这么一个字段 RedirectTrailingSlash ,在 Default() 初始化方法中为 true,我对此比较感兴趣,大家也可以根据注释的意思来测试一下,最终会走到下面的代码中:

func (engine *Engine) handleHTTPRequest(c *Context) {
    ……
    if httpMethod != "CONNECT" && rPath != "/" {
        if value.tsr && engine.RedirectTrailingSlash {
            // 这里就是尝试纠正请求路径的函数
            redirectTrailingSlash(c)
            return
        }
        if engine.RedirectFixedPath && redirectFixedPath(c, root, engine.RedirectFixedPath) {
            return
        }
    }
    ……
}

总结一下

上图就是本文的核心了,可以结合图来理解一下 gin 启动的过程及设计,下一篇会将 gin 的路由,敬请期待~

本系列 “拆轮子系列:gin 框架” 的第一篇就到这里了,这么通读下来,发现 gin 框架的设计和实现真的太棒了,简洁清晰,又不失巧妙,很适合大家也去阅读学习一下,墙裂推荐!!!

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