Go Web 编程之 Hello World

概述

计划写一个讲 Go Web 编程的系列文章。从基于 net/http 包编写 Go Web 程序开始,讲述处理器,请求,响应等基础知识。然后到框架的使用。中间会穿插一些源码的分析。最后做一个实战项目。

目前 Go 社区已经有非常多关于 Web 开发的库或框架。大而全的有 beegorevel 。超高性能的有 echofasthttpgin (目前 GitHub 星标最多)。还有不少专注于具体某个方面的,最多要属路由了,例如: mux / httprouter

那为什么还要从最原始的 net/http 包开始学起?因为这些库/框架大多是基于 net/http 包做了包装,提供易于使用的功能,如路由参数( /:name/:age )/路由分组等。熟练掌握了基础知识和 net/http,学习其他框架必然能有事半功倍的效果。不管是快速上手使用库和框架,还是深入阅读源码,都能得心应手。

HTTP

HTTP 协议是整个互联网的基石。不管技术,产品还是运营,甚至是非互联网行业的人,每天都在与 HTTP 协议打交道。我们每天浏览网页都在使用 HTTP。现在很多 APP 也都在内部使用 HTTP 与服务器交互。所以学习 Web 编程,HTTP 协议是必须要掌握的。

HTTP 是一个无状态的,基于文本的协议。它灵活,稳定,强大。自 1991 年发布以来只进行了几次修订。下面是 HTTP 发展简史:

  • 1991 年,HTTP 的第一个版本 0.9 由 Tim Berners-Lee 创建。最初只有一个方法 GET,而且规定服务器返回的只能是 HTML 格式的数据。
  • 1996 年,HTTP 1.0 发布,支持了 POST 和 HEAD 方法。
  • 1999 年,HTTP 1.1 发布,添加了 PUT/DELETE/OPTIONS/TRACE/CONNECT 这 5 个方法, 并允许开发者自行添加更多方法
  • 2015 年,HTTP 2.0 发布,为提升性能做出了不少修改,如采用二进制格式,完全多路复用。

HTTP 是一种请求——响应模式的协议,所有操作以一个请求开始,以一个响应结束。

HTTP 请求

HTTP 请求的格式非常简单。一个请求由以下 4 个部分组成:

  • 请求行(request-line);
  • 零个或多个首部(header);
  • 一个空行;
  • 一个可选的报文主体(body)。

第一个重要的部分为请求行,其格式如下:

Method Path Version
  • Method :请求的方法,表示对资源进行的操作。常用的方法有 GET/POST/PUT/DELETE
  • Path :请求资源的路径,如 /user/info.html
  • Version :即 HTTP 的版本号,1.1 版本写做 HTTP/1.1

第二个部分为请求的首部,每个首部占一行。首部使用由冒号( : )分隔的键值对表示,如 Content-Type: x-www-form-urlencoded

第三个部分为一个空行。注意, 即使没有首部,后面的空行也不能省略

最后为一个可选的报文主体。如果有主体,服务器会根据首部中 Content-Type 指定的格式来解析这部分内容。

HTTP 响应

HTTP 响应的格式与请求非常相似。一个响应由以下 4 个部分组成:

  • 响应行(response line);
  • 零个或多个首部(header);
  • 一个空行;
  • 一个可选的报文主体(body)。

响应行的格式为:

StatusCode Description
StatusCode
Description

响应的首部与主体和请求的一样,这里就不多说了。

这里简单介绍一下状态码。HTTP 将状态码分为了 5 大类, 1XX/2XX/3XX/4XX/5XX

  • 1XX :情报状态码,又叫做信息状态码。服务器通过这类状态码告知客户端,自己已经收到了客户端发送的请求。几个常见的状态码如下:

    • 100 Continue :表示服务器到目前为止收到的内容都正常,客户端应该继续请求。如果已经完成,则忽略它。
    • 101 Switching Protocol :这个状态码是响应客户端的 Upgrade 首部发送的,并且指示服务器也正在切换的协议。如客户端请求切换协议,服务器将协议切换至 Websocket,就会发送该状态码给客户端,并且在 Upgrade 首部中填上 Websocket。
  • 2XX :成功状态码。表示服务器已经收到了客户端的请求,并成功对请求进行了处理。几个常见的状态码如下:

    200 OK
    201 Created
    
  • 3XX :重定向状态码。服务器收到了请求,但是为了完整地处理该请求,客户端还需要执行指定的动作。一般用于 URL 重定向。几个常见的状态码如下:

    300 Multiple Choice
    302 Moved Permanently
    
  • 4XX :客户端错误状态码。表示客户端发送的请求中有错误,如格式不对。常见的状态码如下:

    404 Not Found
    405 Method Not Allowed
    
  • 5XX :服务器错误状态码。表示服务器由于某些原因无法正确处理请求。常见的状态码如下:

    500 Internal Server Error
    501 Not Implemented
    

第一个 Go Web 程序

Talk is cheap, show me the Code!

接下来,我们来编写一个 Web 版本的 "Hello World" 程序。我们将使用 Go 语言提供的 net/http 包。该包的功能十分强大,使用起来也非常方便。

  • 首先,在 $GOPATH 目录下创建一个项目目录 go-web-example
  • go-web-example 目录下创建一个 1-hello_world 程序目录;
  • 创建 server.go 文件,输入下面内容:
package main

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

func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "Hello World")
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", hello)
    if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}
  • 打开命令行,进入 $GOPATH/go-web-example/1-hello_world 目录,输入命令: go run server.go ,我们的第一个服务器程序就跑起来了。

  • 打开浏览器,输入网址 localhost:8080 ,"Hello, World"就在网页上显示出来了!

我们来解析一下该程序。

http.HandleFunchello 函数注册到根路径 / 上, hello 函数我们也叫做处理器。它接收两个参数,第一个参数为一个类型为 http.ResponseWriter 的接口,响应就是通过它发送给客户端的。第二个参数是一个类型为 http.Request 的结构指针,客户端发送的信息都可以通过这个结构获取。

然后, http.ListenAndServe 将在 8080 端口上监听请求,然后交由 hello 处理。

由于 net/http 包为我们封装了很多细节,所以我们的使用如此简单。

总结

本文简单介绍了 HTTP 的发展简史、HTTP 请求和响应的格式,并且编写了第一个 Go Web 程序。作为整个互联网的基石,HTTP 协议的重要性怎么形容都不为过,是每个开发人员都必须掌握的知识。Go 语言的 net/http 为 Web 程序的开发封装了很多细节。使用它来开发 Web 程序非常简单。最后,为了能加深学习的印象,我画了一个脑图。期望学完之后能形成一个完整的知识体系。

接下来,我们来深入学习 HTTP 请求的内容。

参考资料

  1. Go Web 编程
  2. HTTP 响应码
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