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Go语言实现Web服务器

Go语言里面提供了一个完善的 net/http 包,通过 net/http 包我们可以很方便的搭建一个可以运行的 Web 服务器。同时使用 net/http 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。

Web服务器的工作方式

我们平时浏览网页的时候,会打开浏览器,然后输入网址后就可以显示出想要浏览的内容。这个看似简单的过程背后却隐藏了非常复杂的操作。

对于普通的上网过程,系统其实是这样做的:
  • 浏览器本身是一个客户端,当在浏览器中输入 URL (网址)的时候,首先浏览器会去请求 DNS 服务器,通过 DNS 获取相应的域名对应的 IP,然后通过 IP 地址找到对应的服务器后,要求建立 TCP 连接;
  • 与服务器建立连接后,浏览器会向服务器发送 HTTP Request (请求)包;
  • 服务器接收到请求包之后开始处理请求包,并调用自身服务,返回 HTTP Response(响应)包;
  • 客户端收到来自服务器的响应后开始渲染这个 Response 包里的主体(body),等收到全部的内容后断开与该服务器之间的 TCP 连接。


图:用户访问一个站点的过程

通过上图可以将 Web 服务器的工作原理简单地归纳为:
  • 客户机通过 TCP/IP 协议与服务器建立 TCP 连接;
  • 客户端向服务器发送 HTTP 协议请求包,请求服务器里的资源文档;
  • 服务器向客户机发送 HTTP 协议应答包,如果请求的资源包含有动态语言的内容,那么服务器会调用动态语言的解释引擎负责处理“动态内容”,并将处理得到的数据返回给客户端;
  • 客户机与服务器断开,由客户端解释 HTML 文档,在客户端屏幕上渲染图形结果。

搭建一个简单的 Web 服务器

前面简单介绍了 Web 服务器的工作原理,那么如何用Go语言搭建一个 Web 服务器呢?示例代码如下:
package main

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

func main() {
    http.HandleFunc("/", index) // index 为向 url发送请求时,调用的函数
    log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:8000", nil))
}

func index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "C语言中文网")
}
使用 go run 命令运行上面的代码:

go run main.go

运行之后并没有什么提示信息,但是命令行窗口会被占用(不能再输入其它命令)。这时我们在浏览器中输入 localhost:8000 可以看到下图所示的内容,则说明我们的服务器成功运行了。


图:localhost:8000

提示:运行 Web 服务器会占用命令行窗口,我们可以使用 Ctrl+C 组合键来退出。

上面的代码只是展示了 Web 服务器的简单应用,下面我们来完善一下,为这个服务器添加一个页面并设置访问的路由。

首先我们准备一个 html 文件,并命名为 index.html,代码如下所示:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>C语言中文网</title>
</head>
<body>
    <h1>C语言中文网</h1>
</body>
</html>
然后将我们上面写的 Web 服务器的代码简单修改一下,如下所示:
package main

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

func main() {
    // 在/后面加上 index ,来指定访问路径
    http.HandleFunc("/index", index)
    log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:8000", nil))
}

func index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    content, _ := ioutil.ReadFile("./index.html")
    w.Write(content)
}
使用 go run 命令运行:

go run main.go

运行成功后,在浏览器中输入 localhost:8000/index 就可以看到我们所添加的页面了,如下图所示:


图:浏览 localhost:8000/index 页面

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