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beego，revel。超高性能的有echo，fasthttp，gin（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：状态码，表示请求状态；
• Description：对状态码的简短描述。

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：这最常见的状态码了，表示请求成功。
  • 201 Created：请求已成功，并因此创建了一个新的资源。

• 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：被请求的资源有一系列可供选择的回馈信息，每个都有自己特定的地址。用户或浏览器可自行选择一个地址进行重定向。
  • 302 Moved Permanently：被请求的资源已经永久移动到新的位置了。

• 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：最常见的状态码了，表示页面不存在。
  • 405 Method Not Allowed：请求的方法不允许。

• 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：服务器遇到了不知道如何处理的情况。
  • 501 Not Implemented：此请求方法不被服务器支持。

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；
• 在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.HandleFunc将hello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