TCP网络编程

存在的问题：

• 拆包：对发送端来说应用程序写入的数据远大于socket缓冲区大小，不能一次性将这些数据发送到server端就会出现拆包的情况。通过网络传输的数据包最大是1500字节，当TCP报文的长度 - TCP头部的长度 > MSS(最大报文长度时)将会发生拆包，MSS一般长（1460～1480）字节。
• 粘包：对发送端来说：应用程序发送的数据很小，远小于socket的缓冲区的大小，导致一个数据包里面有很多不通请求的数据。对接收端来说：接收数据的方法不能及时的读取socket缓冲区中的数据，导致缓冲区中积压了不同请求的数据。

解决方法：

• 使用带消息头的协议，在消息头中记录数据的长度。
• 使用定长的协议，每次读取定长的内容，不够的使用空格补齐。
• 使用消息边界，比如使用 \n 分隔 不同的消息。
• 使用诸如 xml json protobuf这种复杂的协议。

实验：使用自定义协议

整体的流程：

客户端：发送端连接服务器，将要发送的数据通过编码器编码，发送。

服务端：启动、监听端口、接收连接、将连接放在协程中处理、通过解码器解码数据。

	//###########################//######  Server端代码  ###### //###########################func main() {	// 1. 监听端口 2.accept连接 3.开goroutine处理连接	listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:9090")	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	for{		conn, err := listen.Accept()		if err != nil {			fmt.Printf("Fail listen.Accept : %v", err)			continue		}		go ProcessConn(conn)	}}// 处理网络请求func ProcessConn(conn net.Conn) {	defer conn.Close()	for  {		bt,err:=coder.Decode(conn)		if err != nil {			fmt.Printf("Fail to decode error [%v]", err)			return		}		s := string(bt)		fmt.Printf("Read from conn:[%v]\n",s)	}}//###########################//######  Clinet端代码  ###### //###########################func main() {	conn, err := net.Dial("tcp", ":9090")	defer conn.Close()	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	// 将数据编码并发送出去	coder.Encode(conn,"hi server i am here");}//###########################//######  编解码器代码  ###### //###########################/** * 	解码： */func Decode(reader io.Reader) (bytes []byte, err error) {	// 先把消息头读出来	headerBuf := make([]byte, len(msgHeader))	if _, err = io.ReadFull(reader, headerBuf); err != nil {		fmt.Printf("Fail to read header from conn error:[%v]", err)		return nil, err	}	// 检验消息头	if string(headerBuf) != msgHeader {		err = errors.New("msgHeader error")		return nil, err	}	// 读取实际内容的长度	lengthBuf := make([]byte, 4)	if _, err = io.ReadFull(reader, lengthBuf); err != nil {		return nil, err	}	contentLength := binary.BigEndian.Uint32(lengthBuf)	contentBuf := make([]byte, contentLength)	// 读出消息体	if _, err := io.ReadFull(reader, contentBuf); err != nil {		return nil, err	}	return contentBuf, err}/** *  编码 *  定义消息的格式： msgHeader + contentLength + content *  conn 本身实现了 io.Writer 接口 */func Encode(conn io.Writer, content string) (err error) {	// 写入消息头	if err = binary.Write(conn, binary.BigEndian, []byte(msgHeader)); err != nil {		fmt.Printf("Fail to write msgHeader to conn,err:[%v]", err)	}	// 写入消息体长度	contentLength := int32(len([]byte(content)))	if err = binary.Write(conn, binary.BigEndian, contentLength); err != nil {		fmt.Printf("Fail to write contentLength to conn,err:[%v]", err)	}	// 写入消息	if err = binary.Write(conn, binary.BigEndian, []byte(content)); err != nil {		fmt.Printf("Fail to write content to conn,err:[%v]", err)	}	return err

客户端的conn一直不被Close 有什么表现？

四次挥手各个状态的如下：

主从关闭方						被动关闭方established					establishedFin-wait1															closeWaitFin-wait2Tiem-wait						lastAckClosed							Closed

如果客户端的连接手动的关闭，它和服务端的状态会一直保持established建立连接中的状态。

MacBook-Pro% netstat -aln | grep 9090tcp4       0      0  127.0.0.1.9090         127.0.0.1.62348        ESTABLISHEDtcp4       0      0  127.0.0.1.62348        127.0.0.1.9090         ESTABLISHEDtcp46      0      0  *.9090                 *.*                    LISTEN

服务端的conn一直不被关闭 有什么表现？

客户端的进程结束后，会发送fin数据包给服务端，向服务端请求断开连接。

服务端的conn不关闭的话，服务端就会停留在四次挥手的close_wait阶段（我们不手动Close，服务端就任务还有数据/任务没处理完，因此它不关闭）。

客户端停留在 fin_wait2的阶段（在这个阶段等着服务端告诉自己可以真正断开连接的消息）。

MacBook-Pro% netstat -aln | grep 9090tcp4       0      0  127.0.0.1.9090         127.0.0.1.62888        CLOSE_WAITtcp4       0      0  127.0.0.1.62888        127.0.0.1.9090         FIN_WAIT_2tcp46      0      0  *.9090                 *.*                    LISTEN

什么是binary.BigEndian？什么是binary.LittleEndian?

对计算机来说一切都是二进制的数据，BigEndian和LittleEndian描述的就是二进制数据的字节顺序。计算机内部，小端序被广泛应用于现代性 CPU 内部存储数据；大端序常用于网络传输和文件存储。

比如：

一个数的二进制表示为 	 0x12345678BigEndian   表示为： 0x12 0x34 0x56 0x78 LittleEndian表示为： 0x78 0x56 0x34 0x12

UDP网络编程

思路：

UDP服务器：1、监听 2、循环读取消息 3、回复数据。

UDP客户端：1、连接服务器 2、发送消息 3、接收消息。

// ################################// ######## UDPServer #########// ################################func main() {	// 1. 监听端口 2.accept连接 3.开goroutine处理连接	listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:9090")	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	for{		conn, err := listen.Accept()		if err != nil {			fmt.Printf("Fail listen.Accept : %v", err)			continue		}		go ProcessConn(conn)	}}// 处理网络请求func ProcessConn(conn net.Conn) {	defer conn.Close()	for  {		bt,err:= coder.Decode(conn)		if err != nil {			fmt.Printf("Fail to decode error [%v]", err)			return		}		s := string(bt)		fmt.Printf("Read from conn:[%v]\n",s)	}}// ################################// ######## UDPClient #########// ################################func main() {	udpConn, err := net.DialUDP("udp", nil, &net.UDPAddr{		IP:   net.IPv4(127, 0, 0, 1),		Port: 9091,	})	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	_, err = udpConn.Write([]byte("i am udp client"))	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	bytes:=make([]byte,1024)	num, addr, err := udpConn.ReadFromUDP(bytes)	if err != nil {		fmt.Printf("Fail to read from udp error: [%v]", err)		return	}	fmt.Printf("Recieve from udp address:[%v], bytes:[%v], content:[%v]",addr,num,string(bytes))}

Http网络编程

思路整理：

HttpServer：1、创建路由器。2、为路由器绑定路由规则。3、创建服务器、监听端口。 4启动读服务。

HttpClient: 1、创建连接池。2、创建客户端，绑定连接池。3、发送请求。4、读取响应。

func main() {	mux := http.NewServeMux()	mux.HandleFunc("/login", doLogin)	server := &http.Server{		Addr:         ":8081",		WriteTimeout: time.Second * 2,		Handler:      mux,	}	log.Fatal(server.ListenAndServe())}func doLogin(writer http.ResponseWriter,req *http.Request){	_, err := writer.Write([]byte("do login"))	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}}

HttpClient端

func main() {	transport := &http.Transport{    // 拨号的上下文		DialContext: (&net.Dialer{			Timeout:   30 * time.Second, // 拨号建立连接时的超时时间			KeepAlive: 30 * time.Second, // 长连接存活的时间		}).DialContext,    // 最大空闲连接数		MaxIdleConns:          100,      // 超过最大的空闲连接数的连接，经过 IdleConnTimeout时间后会失效		IdleConnTimeout:       10 * time.Second,     // https使用了SSL安全证书，TSL是SSL的升级版    // 当我们使用https时，这行配置生效		TLSHandshakeTimeout:   10 * time.Second, 		ExpectContinueTimeout: 1 * time.Second,  // 100-continue 状态码超时时间	}	// 创建客户端	client := &http.Client{		Timeout:   time.Second * 10, //请求超时时间		Transport: transport,	}	// 请求数据	res, err := client.Get("http://localhost:8081/login")	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	defer res.Body.Close()	bytes, err := ioutil.ReadAll(res.Body)	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	fmt.Printf("Read from http server res:[%v]", string(bytes))}

理解函数是一等公民

点击查看在github中函数相关的笔记

在golang中函数是一等公民，我们可以把一个函数当作普通变量一样使用。

比如我们有个函数HelloHandle，我们可以直接使用它。

func HelloHandle(name string, age int) {	fmt.Printf("name:[%v] age:[%v]", name, age)}func main() {  HelloHandle("tom",12)}

闭包

如何理解闭包：闭包本质上是一个函数，而且这个函数会引用它外部的变量，如下例子中的f3中的匿名函数本身就是一个闭包。 通常我们使用闭包起到一个适配的作用。

例1:

// f2是一个普通函数，有两个入参数func f2() {	fmt.Printf("f2222")}// f1函数的入参是一个f2类型的函数func f1(f2 func()) {	f2()}func main() {  // 由于golang中函数是一等公民，所以我们可以把f2同普通变量一般传递给f1	f1(f2)}

例2: 在上例中更进一步。f2有了自己的参数， 这时就不能直接把f2传递给f1了。

总不能傻傻的这样吧f1(f2(1,2)) ？？？

而闭包就能解决这个问题。

// f2是一个普通函数，有两个入参数func f2(x int, y int) {	fmt.Println("this is f2 start")	fmt.Printf("x: %d y: %d \n", x, y)	fmt.Println("this is f2 end")}// f1函数的入参是一个f2类型的函数func f1(f2 func()) {	fmt.Println("this is f1 will call f2")	f2()	fmt.Println("this is f1 finished call f2")}// 接受一个两个参数的函数， 返回一个包装函数func f3(f func(int,int) ,x,y int) func() {	fun := func() {		f(x,y)	}	return fun}func main() {	// 目标是实现如下的传递与调用	f1(f3(f2,6,6))}

实现方法的回调：

下面的例子中实现这样的功能：就好像是我设计了一个框架，定好了整个框架运转的流程（或者说是提供了一个编程模版），框架具体做事的函数你根据自己的需求自己实现，我的框架只是负责帮你回调你具体的方法。

// 自定义类型，handler本质上是一个函数type HandlerFunc func(string, int)// 闭包func (f HandlerFunc) Serve(name string, age int) {	f(name, age)}// 具体的处理函数func HelloHandle(name string, age int) {	fmt.Printf("name:[%v] age:[%v]", name, age)}func main() {  // 把HelloHandle转换进自定义的func中	handlerFunc := HandlerFunc(HelloHandle)  // 本质上会去回调HelloHandle方法	handlerFunc.Serve("tom", 12)    // 上面两行效果 == 下面这行  // 只不过上面的代码是我在帮你回调，下面的是你自己主动调用  HelloHandle("tom",12)}

HttpServer源码阅读

注册路由

直观上看注册路由这一步，就是它要做的就是将在路由器url pattern和开发者提供的func关联起来。 很容易想到，它里面很可能是通过map实现的。

func main() {	// 创建路由器	// 为路由器绑定路由规则	mux := http.NewServeMux()	mux.HandleFunc("/login", doLogin)	...}func doLogin(writer http.ResponseWriter,req *http.Request){	_, err := writer.Write([]byte("do login"))	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}}

姑且将ServeMux当作是路由器。我们使用http包下的 NewServerMux 函数创建一个新的路由器对象，进而使用它的HandleFunc(pattern，func)函数完成路由的注册。

跟进NewServerMux函数，可以看到，它通过new函数返回给我们一个ServeMux结构体。

func NewServeMux() *ServeMux {  return new(ServeMux) }

这个ServeMux结构体长下面这样：在这个ServeMux结构体中我们就看到了这个维护pattern和func的map

type ServeMux struct {	mu    sync.RWMutex 	m     map[string]muxEntry	hosts bool // whether any patterns contain hostnames}

这个muxEntry长下面这样：

type muxEntry struct {	h       Handler	pattern string}type Handler interface {	ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)}

看到这里问题就来了，上面我们手动注册进路由器中的仅仅是一个有规定参数的方法，到这里怎么成了一个Handle了？我们也没有说去手动的实现Handler这个接口，也没有重写ServeHTTP函数啊， 在golang中实现一个接口不得像下面这样搞吗？**

type Handle interface {	Serve(string, int, string)}type HandleImpl struct {}func (h HandleImpl)Serve(string, int, string){}

带着这个疑问看下面的方法：

	// 由于函数是一等公民，故我们将doLogin函数同普通变量一样当做入参传递进去。 	mux.HandleFunc("/login", doLogin)  func doLogin(writer http.ResponseWriter,req *http.Request){    ...	}

跟进去看 HandleFunc 函数的实现:

首先：HandleFunc函数的第二个参数是接收的函数的类型和doLogin函数的类型是一致的，所以doLogin能正常的传递进HandleFunc中。

其次：我们的关注点应该是下面的HandlerFunc(handler)

// HandleFunc registers the handler function for the given pattern.func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {	if handler == nil {		panic("http: nil handler")	}	mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))}

跟进这个HandlerFunc(handler) 看到下图，真相就大白于天下了。golang以一种优雅的方式悄无声息的为我们完成了一次适配。这么看来上面的HandlerFunc(handler)并不是函数的调用，而是doLogin转换成自定义类型。这个自定义类型去实现了Handle接口（因为它重写了ServeHTTP函数）以闭包的形式完美的将我们的doLogin适配成了Handle类型。

在往下看Handle方法：

第一：将pattern和handler注册进map中

第二：为了保证整个过程的并发安全，使用锁保护整个过程。

// Handle registers the handler for the given pattern.// If a handler already exists for pattern, Handle panics.func (mux *ServeMux) Handle(pattern string, handler Handler) {	mux.mu.Lock()	defer mux.mu.Unlock()	if pattern == "" {		panic("http: invalid pattern")	}	if handler == nil {		panic("http: nil handler")	}	if _, exist := mux.m[pattern]; exist {		panic("http: multiple registrations for " + pattern)	}	if mux.m == nil {		mux.m = make(map[string]muxEntry)	}	mux.m[pattern] = muxEntry{h: handler, pattern: pattern}	if pattern[0] != '/' {		mux.hosts = true	}

启动服务

概览图：

和java对比着看，在java一组复杂的逻辑会被封装成一个class。在golang中对应的就是一组复杂的逻辑会被封装成一个结构体。

对应HttpServer肯定也是这样，http服务器在golang的实现中有自己的结构体。它就是http包下的Server。

它有一系列描述性属性。如监听的地址、写超时时间、路由器。

	server := &http.Server{		Addr:         ":8081",		WriteTimeout: time.Second * 2,		Handler:      mux,	}	log.Fatal(server.ListenAndServe())

我们看它启动服务的函数：server.ListenAndServe()

实现的逻辑是使用net包下的Listen函数，获取给定地址上的tcp连接。

再将这个tcp连接封装进 tcpKeepAliveListenner 结构体中。

在将这个tcpKeepAliveListenner丢进Server的Serve函数中处理

// ListenAndServe 会监听开发者给定网络地址上的tcp连接，当有请求到来时，会调用Serve函数去处理这个连接。// 它接收到所有连接都使用 TCP keep-alives相关的配置// // 如果构造Server时没有指定Addr，他就会使用默认值： “:http”// // 当Server ShutDown或者是Close，ListenAndServe总是会返回一个非nil的error。// 返回的这个Error是 ErrServerClosedfunc (srv *Server) ListenAndServe() error {	if srv.shuttingDown() {		return ErrServerClosed	}	addr := srv.Addr	if addr == "" {		addr = ":http"	}  // 底层借助于tcp实现	ln, err := net.Listen("tcp", addr)	if err != nil {		return err	}	return srv.Serve(tcpKeepAliveListener{ln.(*net.TCPListener)})}// tcpKeepAliveListener会为TCP设置一个keep-alive 超时时长。// 它通常被 ListenAndServe 和 ListenAndServeTLS使用。// 它保证了已经dead的TCP最终都会消失。type tcpKeepAliveListener struct {	*net.TCPListener}

接着去看看Serve方法，上一个函数中获取到了一个基于tcp的Listener，从这个Listener中可以不断的获取出新的连接，下面的方法中使用无限for循环完成这件事。conn获取到后将连接封装进httpConn，为了保证不阻塞下一个连接到到来，开启新的goroutine处理这个http连接。

func (srv *Server) Serve(l net.Listener) error {  // 如果有一个包裹了 srv 和 listener 的钩子函数，就执行它	if fn := testHookServerServe; fn != nil {		fn(srv, l) // call hook with unwrapped listener	}	  // 将tcp的Listener封装进onceCloseListener，保证连接不会被关闭多次。	l = &onceCloseListener{Listener: l}	defer l.Close()   // http2相关的配置	if err := srv.setupHTTP2_Serve(); err != nil {		return err	}	if !srv.trackListener(&l, true) {		return ErrServerClosed	}	defer srv.trackListener(&l, false)	  // 如果没有接收到请求睡眠多久	var tempDelay time.Duration     // how long to sleep on accept failure	baseCtx := context.Background() // base is always background, per Issue 16220	ctx := context.WithValue(baseCtx, ServerContextKey, srv)  // 开启无限循环，尝试从Listenner中获取连接。	for {		rw, e := l.Accept()    // accpet过程中发生错屋		if e != nil {			select {        // 如果从server的doneChan中可以获取内容，返回Server关闭了			case <-srv.getDoneChan():				return ErrServerClosed			default:			}      // 如果发生了 net.Error 并且是临时的错误就睡5毫秒，再发生错误睡眠的时间*2，上线是1s			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				}				srv.logf("http: Accept error: %v; retrying in %v", e, tempDelay)				time.Sleep(tempDelay)				continue			}			return e		}    // 如果没有发生错误，清空睡眠的时间		tempDelay = 0    // 将接收到连接封装进httpConn		c := srv.newConn(rw)		c.setState(c.rwc, StateNew) // before Serve can return    // 开启一条新的协程处理这个连接		go c.serve(ctx)	}}

处理请求

在c.serve(ctx)中就会去解析http相关的报文信息～，将http报文解析进Request结构体中。

部分代码如下：

		// 将 server 包裹为 serverHandler 的实例，执行它的 ServeHTTP 方法，处理请求，返回响应。		// serverHandler 委托给 server 的 Handler 或者 DefaultServeMux（默认路由器）		// 来处理 "OPTIONS *" 请求。		serverHandler{c.server}.ServeHTTP(w, w.req)

// serverHandler delegates to either the server's Handler or// DefaultServeMux and also handles "OPTIONS *" requests.type serverHandler struct {	srv *Server}func (sh serverHandler) ServeHTTP(rw ResponseWriter, req *Request) {  // 如果没有定义Handler就使用默认的	handler := sh.srv.Handler	if handler == nil {		handler = DefaultServeMux	}	if req.RequestURI == "*" && req.Method == "OPTIONS" {		handler = globalOptionsHandler{}	}  // 处理请求，返回响应。	handler.ServeHTTP(rw, req)}

可以看到，req中包含了我们前面说的pattern，叫做RequestUri，有了它下一步就知道该回调ServeMux中的哪一个函数。

HttpClient源码阅读

DemoCode

func main() {	// 创建连接池	// 创建客户端，绑定连接池	// 发送请求	// 读取响应	transport := &http.Transport{		DialContext: (&net.Dialer{			Timeout:   30 * time.Second, // 连接超时			KeepAlive: 30 * time.Second, // 长连接存活的时间		}).DialContext,    // 最大空闲连接数		MaxIdleConns:          100,                 // 超过最大空闲连接数的连接会在IdleConnTimeout后被销毁		IdleConnTimeout:       10 * time.Second, 		TLSHandshakeTimeout:   10 * time.Second, // tls握手超时时间		ExpectContinueTimeout: 1 * time.Second,  // 100-continue 状态码超时时间	}	// 创建客户端	client := &http.Client{		Timeout:   time.Second * 10, //请求超时时间		Transport: transport,	}	// 请求数据,获得响应	res, err := client.Get("http://localhost:8081/login")	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	defer res.Body.Close()  // 处理数据	bytes, err := ioutil.ReadAll(res.Body)	if err != nil {		fmt.Printf("error : %v", err)		return	}	fmt.Printf("Read from http server res:[%v]", string(bytes))}

整理思路

http.Client的代码其实是很多的，全部很细的过一遍肯定也会难度，下面可能也是只能提及其中的一部分。

首先明白一件事，我们编写的HttpClient是在干什么？（虽然这个问题很傻，但是总得问一下）是在发送Http请求。

一般我们在开发的时候，更多的编写的是HttpServer的代码。是在处理Http请求， 而不是去发送Http请求，Http请求都是是前端通过ajax经由浏览器发送到后端的。

其次，Http请求实际上是建立在tcp连接之上的，所以如果我们去看http.Client肯定能找到net.Dial("tcp",adds)相关的代码。

那也就是说，我们要看看，http.Client是如何在和服务端建立连接、发送数据、接收数据的。

重要的struct

http.Client中有机几个比较重要的struct，如下

http.Client结构体中封装了和http请求相关的属性，诸如 cookie，timeout，redirect以及Transport。

type Client struct {	Transport RoundTripper	CheckRedirect func(req *Request, via []*Request) error	Jar CookieJar	Timeout time.Duration}

Tranport实现了RoundTrpper接口：

 type RoundTripper interface {     // 1、RoundTrip会去执行一个简单的 Http Trancation，并为requestt返回一个响应  // 2、RoundTrip不会尝试去解析response  // 3、注意：只要返回了Reponse，无论response的状态码是多少，RoundTrip返回的结果：err == nil   // 4、RoundTrip将请求发送出去后，如果他没有获取到response，他会返回一个非空的err。  // 5、同样，RoundTrip不会尝试去解析诸如重定向、认证、cookie这种更高级的协议。   // 6、除了消费和关闭请求体之外，RoundTrip不会修改request的其他字段  // 7、RoundTrip可以在一个单独的gorountine中读取request的部分字段。一直到ResponseBody关闭之前，调用者都不能取消，或者重用这个request  // 8、RoundTrip始终会保证关闭Body（包含在发生err时）。根据实现的不同，在RoundTrip关闭前，关闭Body这件事可能会在一个单独的goroutine中去做。这就意味着，如果调用者想将请求体用于后续的请求，必须等待知道发生Close  // 9、请求的URL和Header字段必须是被初始化的。 	RoundTrip(*Request) (*Response, error)}

看上面RoundTrpper接口，它里面只有一个方法RoundTrip,方法的作用就是执行一次Http请求，发送Request然后获取Response。

RoundTrpper被设计成了一个支持并发的结构体。

Transport结构体如下：

type Transport struct {	idleMu     sync.Mutex   // user has requested to close all idle conns	wantIdle   bool  // Transport的作用就是用来建立一个连接，这个idleConn就是Transport维护的空闲连接池。	idleConn   map[connectMethodKey][]*persistConn // most recently used at end	idleConnCh map[connectMethodKey]chan *persistConn}

其中的connectMethodKey也是结构体：

type connectMethodKey struct {  // proxy 代理的URL，当他不为空时，就会一直使用这个key   // scheme 协议的类型， http https  // addr 代理的url，也就是下游的url	proxy, scheme, addr string}

persistConn是一个具体的连接实例，包含连接的上下文。

type persistConn struct {  // alt可选地指定TLS NextProto RoundTripper。   // 这用于今天的HTTP / 2和以后的将来的协议。 如果非零，则其余字段未使用。	alt RoundTripper	t         *Transport	cacheKey  connectMethodKey	conn      net.Conn	tlsState  *tls.ConnectionState  // 用于从conn中读取内容	br        *bufio.Reader       // from conn  // 用于往conn中写内容	bw        *bufio.Writer       // to conn	nwrite    int64               // bytes written  // 他是个chan，roundTrip会将readLoop中的内容写入到reqch中	reqch     chan requestAndChan   // 他是个chan，roundTrip会将writeLoop中的内容写到writech中	writech   chan writeRequest  	closech   chan struct{}       // closed when conn closed

另外补充一个结构体：Request，他用来描述一次http请求的实例，它定义于http包request.go， 里面封装了对Http请求相关的属性

type Request struct {   Method string   URL *url.URL   Proto      string // "HTTP/1.0"   ProtoMajor int    // 1   ProtoMinor int    // 0   Header Header   Body io.ReadCloser   GetBody func() (io.ReadCloser, error)   ContentLength int64   TransferEncoding []string   Close bool   Host string   Form url.Values   PostForm url.Values   MultipartForm *multipart.Form   Trailer Header   RemoteAddr string   RequestURI string   TLS *tls.ConnectionState   Cancel <-chan struct{}   Response *Response   ctx context.Context}

这几个结构体共同完成如下图所示http.Client的工作流程

流程

我们想发送一次Http请求。首先我们需要构造一个Request，Request本质上是对Http协议的描述（因为大家使用的都是Http协议，所以将这个Request发送到HttpServer后，HttpServer能识别并解析它）。

// 从这行代码开始往下看	res, err := client.Get("http://localhost:8081/login")// 跟进Get	req, err := NewRequest("GET", url, nil)	if err != nil {		return nil, err	}	return c.Do(req)// 跟进Do	func (c *Client) Do(req *Request) (*Response, error) {	return c.do(req) } // 跟进do，do函数中有下面的逻辑，可以看到执行完send后已经拿到返回值了。所以我们得继续跟进send方法  if resp, didTimeout, err = c.send(req, deadline); err != nil // 跟进send方法，可以看到send中还有一send方法，入参分别是：request，tranpost，deadline// 到现在为止，我们没有看到有任何和服务端建立连接的动作发生，但是构造的req和拥有连接池的tranport已经见面了～	resp, didTimeout, err = send(req, c.transport(), deadline)// 继续跟进这个send方法，看到了调用了rt的RoundTrip方法。// 这个rt就是我们编写HttpClient代码时创建的，绑定在http.Client上的tranport实例。// 这个RoundTrip方法的作用我们在上面已经说过了，最直接的作用就是：发送request 并获取response。	resp, err = rt.RoundTrip(req)

但是RoundTrip他是个定义在RoundTripper接口中的抽象方法，我们看代码肯定是要去看具体的实现嘛这里可以使用断点调试法：在上面最后一行上打上断点，会进入到他的具体实现中。从图中可以看到具体的实现在roundtrip中。

RoundTrip中调用的函数是我们自定义的transport的roundTrip函数, 跟进去如下：

紧接着我们需要一个conn，这个conn我们通过Transport可以获取到。conn的类型为persistConn。

// roundTrip函数中又一个无限for循环for {    // 检查请求的上下文是否关闭了		select {		case <-ctx.Done():			req.closeBody()			return nil, ctx.Err()		default:		}    // 对传递进来的req进行了有一层的封装，封装后的这个treq可以被roundTrip修改，所以每次重试都会新建		treq := &transportRequest{Request: req, trace: trace}		cm, err := t.connectMethodForRequest(treq)		if err != nil {			req.closeBody()			return nil, err		}    // 到这里真的执行从tranport中获取和对应主机的连接，这个连接可能是http、https、http代理、http代理的高速缓存， 但是无论如何我们都已经准备好了向这个连接发送treq    // 这里获取出来的连接就是我们在上文中提及的persistConn		pconn, err := t.getConn(treq, cm)		if err != nil {			t.setReqCanceler(req, nil)			req.closeBody()			return nil, err		}		var resp *Response		if pconn.alt != nil {			// HTTP/2 path.			t.decHostConnCount(cm.key()) // don't count cached http2 conns toward conns per host			t.setReqCanceler(req, nil)   // not cancelable with CancelRequest			resp, err = pconn.alt.RoundTrip(req)		} else {            // 调用persistConn的roundTrip方法，发送treq并获取响应。			resp, err = pconn.roundTrip(treq)		}		if err == nil {			return resp, nil		}		if !pconn.shouldRetryRequest(req, err) {			// Issue 16465: return underlying net.Conn.Read error from peek,			// as we've historically done.			if e, ok := err.(transportReadFromServerError); ok {				err = e.err			}			return nil, err		}		testHookRoundTripRetried()		// Rewind the body if we're able to.  (HTTP/2 does this itself so we only		// need to do it for HTTP/1.1 connections.)		if req.GetBody != nil && pconn.alt == nil {			newReq := *req			var err error			newReq.Body, err = req.GetBody()			if err != nil {				return nil, err			}			req = &newReq		}	}

整理思路：然后看上面代码中获取conn和roundTrip的实现细节。

我们需要一个conn，这个conn可以通过Transport获取到。conn的类型为persistConn。但是不管怎么样，都得先获取出 persistConn，才能进一步完成发送请求再得到服务端到响应。

然后关于这个persistConn结构体其实上面已经提及过了。重新贴在下面

type persistConn struct {  // alt可选地指定TLS NextProto RoundTripper。   // 这用于今天的HTTP / 2和以后的将来的协议。 如果非零，则其余字段未使用。	alt RoundTripper    conn      net.Conn	t         *Transport	br        *bufio.Reader  // 用于从conn中读取内容	bw        *bufio.Writer  // 用于往conn中写内容  // 他是个chan，roundTrip会将readLoop中的内容写入到reqch中	reqch     chan requestAndChan   // 他是个chan，roundTrip会将writeLoop中的内容写到writech中  	nwrite    int64               // bytes written	cacheKey  connectMethodKey	tlsState  *tls.ConnectionState	writech   chan writeRequest  	closech   chan struct{}       // closed when conn closed

跟进t.getConn(treq, cm)代码如下：

	// 先尝试从空闲缓冲池中取得连接  // 所谓的空闲缓冲池就是Tranport结构体中的： idleConn map[connectMethodKey][]*persistConn   // 入参位置的cm如下：  /* type connectMethod struct {      // 代理的url，如果没有代理的话，这个值为nil			proxyURL     *url.URL 						// 连接所使用的协议 http、https			targetScheme string      	    // 如果proxyURL指定了http代理或者是https代理，并且使用的协议是http而不是https。	    // 那么下面的targetAddr就会不包含在connect method key中。	    // 因为socket可以复用不同的targetAddr值			targetAddr string	}*/	t.getIdleConn(cm);	// 空闲缓冲池有的空闲连接的话返回conn，否则进行如下的select	select {    // todo 这里我还不确定是在干什么，目前猜测是这样的：每个服务器能打开的socket句柄是有限的    // 每次来获取链接的时候，我们就计数+1。当整体的句柄在Host允许范围内时我们不做任何干涉～		case <-t.incHostConnCount(cmKey):			// count below conn per host limit; proceed        // 重新尝试从空闲连接池中获取连接，因为可能有的连接使用完后被放回连接池了		case pc := <-t.getIdleConnCh(cm):			if trace != nil && trace.GotConn != nil {				trace.GotConn(httptrace.GotConnInfo{Conn: pc.conn, Reused: pc.isReused()})			}			return pc, nil    // 请求是否被取消了		case <-req.Cancel:			return nil, errRequestCanceledConn    // 请求的上下文是否Done掉了		case <-req.Context().Done():			return nil, req.Context().Err()		case err := <-cancelc:			if err == errRequestCanceled {				err = errRequestCanceledConn			}			return nil, err		}	// 开启新的gorountine新建连接一个连接	go func() {    /**    *	新建连接，方法底层封装了tcp client dial相关的逻辑    *	conn, err := t.dial(ctx, "tcp", cm.addr())    *	以及根据不同的targetScheme构建不同的request的逻辑。    */    // 获取到persistConn		pc, err := t.dialConn(ctx, cm)    // 将persistConn写到chan中		dialc <- dialRes{pc, err}	}()	// 再尝试从空闲连接池中获取  idleConnCh := t.getIdleConnCh(cm)	select {  // 如果上面的go协程拨号成功了，这里就能取出值来	case v := <-dialc:		// Our dial finished.		if v.pc != nil {			if trace != nil && trace.GotConn != nil && v.pc.alt == nil {				trace.GotConn(httptrace.GotConnInfo{Conn: v.pc.conn})			}			return v.pc, nil		}		// Our dial failed. See why to return a nicer error		// value.    // 将Host的连接-1		t.decHostConnCount(cmKey)		select {    ...

transport.dialConn

下面代码中的cm长这样

// dialConn是Transprot的方法// 入参：context上下文， connectMethod// 出参：persisnConnfunc (t *Transport) dialConn(ctx context.Context, cm connectMethod) (*persistConn, error) {	// 构建将要返回的 persistConn  pconn := &persistConn{		t:             t,		cacheKey:      cm.key(),		reqch:         make(chan requestAndChan, 1),		writech:       make(chan writeRequest, 1),		closech:       make(chan struct{}),		writeErrCh:    make(chan error, 1),		writeLoopDone: make(chan struct{}),	}	trace := httptrace.ContextClientTrace(ctx)	wrapErr := func(err error) error {		if cm.proxyURL != nil {			// Return a typed error, per Issue 16997			return &net.OpError{Op: "proxyconnect", Net: "tcp", Err: err}		}		return err	}    // 判断cm中使用的协议是否是https	if cm.scheme() == "https" && t.DialTLS != nil {		var err error		pconn.conn, err = t.DialTLS("tcp", cm.addr())		if err != nil {			return nil, wrapErr(err)		}		if pconn.conn == nil {			return nil, wrapErr(errors.New("net/http: Transport.DialTLS returned (nil, nil)"))		}		if tc, ok := pconn.conn.(*tls.Conn); ok {			// Handshake here, in case DialTLS didn't. TLSNextProto below			// depends on it for knowing the connection state.			if trace != nil && trace.TLSHandshakeStart != nil {				trace.TLSHandshakeStart()			}			if err := tc.Handshake(); err != nil {				go pconn.conn.Close()				if trace != nil && trace.TLSHandshakeDone != nil {					trace.TLSHandshakeDone(tls.ConnectionState{}, err)				}				return nil, err			}			cs := tc.ConnectionState()			if trace != nil && trace.TLSHandshakeDone != nil {				trace.TLSHandshakeDone(cs, nil)			}			pconn.tlsState = &cs		}	} else {    // 如果不是https协议就来到这里，使用tcp向httpserver拨号，获取一个tcp连接。		conn, err := t.dial(ctx, "tcp", cm.addr())		if err != nil {			return nil, wrapErr(err)		}    // 将获取到tcp连接交给我们的persistConn维护		pconn.conn = conn        // 处理https相关逻辑		if cm.scheme() == "https" {			var firstTLSHost string			if firstTLSHost, _, err = net.SplitHostPort(cm.addr()); err != nil {				return nil, wrapErr(err)			}			if err = pconn.addTLS(firstTLSHost, trace); err != nil {				return nil, wrapErr(err)			}		}	}	// Proxy setup.	switch {  // 如果代理URL为空，不做任何处理  	case cm.proxyURL == nil:		// Do nothing. Not using a proxy.  //   	case cm.proxyURL.Scheme == "socks5":		conn := pconn.conn		d := socksNewDialer("tcp", conn.RemoteAddr().String())		if u := cm.proxyURL.User; u != nil {			auth := &socksUsernamePassword{				Username: u.Username(),			}			auth.Password, _ = u.Password()			d.AuthMethods = []socksAuthMethod{				socksAuthMethodNotRequired,				socksAuthMethodUsernamePassword,			}			d.Authenticate = auth.Authenticate		}		if _, err := d.DialWithConn(ctx, conn, "tcp", cm.targetAddr); err != nil {			conn.Close()			return nil, err		}	case cm.targetScheme == "http":		pconn.isProxy = true		if pa := cm.proxyAuth(); pa != "" {			pconn.mutateHeaderFunc = func(h Header) {				h.Set("Proxy-Authorization", pa)			}		}	case cm.targetScheme == "https":		conn := pconn.conn		hdr := t.ProxyConnectHeader		if hdr == nil {			hdr = make(Header)		}		connectReq := &Request{			Method: "CONNECT",			URL:    &url.URL{Opaque: cm.targetAddr},			Host:   cm.targetAddr,			Header: hdr,		}		if pa := cm.proxyAuth(); pa != "" {			connectReq.Header.Set("Proxy-Authorization", pa)		}		connectReq.Write(conn)		// Read response.		// Okay to use and discard buffered reader here, because		// TLS server will not speak until spoken to.		br := bufio.NewReader(conn)		resp, err := ReadResponse(br, connectReq)		if err != nil {			conn.Close()			return nil, err		}		if resp.StatusCode != 200 {			f := strings.SplitN(resp.Status, " ", 2)			conn.Close()			if len(f) < 2 {				return nil, errors.New("unknown status code")			}			return nil, errors.New(f[1])		}	}	if cm.proxyURL != nil && cm.targetScheme == "https" {		if err := pconn.addTLS(cm.tlsHost(), trace); err != nil {			return nil, err		}	}	if s := pconn.tlsState; s != nil && s.NegotiatedProtocolIsMutual && s.NegotiatedProtocol != "" {		if next, ok := t.TLSNextProto[s.NegotiatedProtocol]; ok {			return &persistConn{alt: next(cm.targetAddr, pconn.conn.(*tls.Conn))}, nil		}	}	if t.MaxConnsPerHost > 0 {		pconn.conn = &connCloseListener{Conn: pconn.conn, t: t, cmKey: pconn.cacheKey}	}    // 初始化persistConn的bufferReader和bufferWriter	pconn.br = bufio.NewReader(pconn) // 可以从上面给pconn维护的tcpConn中读数据	pconn.bw = bufio.NewWriter(persistConnWriter{pconn})// 可以往上面pconn维护的tcpConn中写数据     // 新开启两条和persistConn相关的go协程。	go pconn.readLoop()	go pconn.writeLoop()	return pconn, nil}

上面的两条goroutine 和 br bw共同完成如下图的流程

发送请求

发送req的逻辑在http包的下的tranport包中的func (t *Transport) roundTrip(req *Request) (*Response, error) {}函数中。

如下：

	// 发送treq	resp, err = pconn.roundTrip(treq)	// 跟进roundTrip  // 可以看到他将一个writeRequest结构体类型的实例写入了writech中	// 而这个writech会被上图中的writeLoop消费，借助bufferWriter写入tcp连接中，完成往服务端数据的发送。	pc.writech <- writeRequest{req, writeErrCh, continueCh}

来源：博客园

作者：赐我白日梦

链接：
https://www.cnblogs.com/ZhuChangwu/p/13198872.html