多图详解万星 Restful 框架原理与实现
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2021-10-21 10:55
rest框架概览
我们先通过 go-zero 自带的命令行工具 goctl 来生成一个 api service，其 main 函数如下：
func main() {
flag.Parse()
var c config.Config
conf.MustLoad(*configFile, &c)
ctx := svc.NewServiceContext(c)
server := rest.MustNewServer(c.RestConf)
defer server.Stop()
handler.RegisterHandlers(server, ctx)
fmt.Printf("Starting server at %s:%d...\n", c.Host, c.Port)
server.Start()
}
解析配置文件 将配置文件传入，初始化 serviceContext初始化 rest server将 context注入server中：注册路由 将 context中的启动的endpoint同时注入到router当中启动 server
接下来我们来一步步讲解其设计原理！Let's Go!
web框架
从日常开发经验来说，一个好的 web 框架大致需要满足以下特性：
路由匹配/多路由支持 支持自定义中间件 框架和业务开发完全解耦，方便开发者快速开发 参数校验/匹配 监控/日志/指标等服务自查功能 服务自保护(熔断/限流)
go-zero rest设计
https://github.com/zeromicro/go-zero/tree/master/rest
概览
借助 context (不同于 gin 的 context)，将资源初始化好 → 保存在 serviveCtx中，在 handler 中共享（至于资源池化，交给资源自己处理，serviveCtx只是入口和共享点）独立 router 声明文件，同时加入 router group 的概念，方便开发者整理代码结构 内置若干中间件：监控/熔断/鉴权等 利用 goctl codegen + option 设计模式，方便开发者自己控制部分中间件的接入
上图描述了 rest 处理请求的模式和大部分处理路径。
框架内置的中间件已经帮开发者解决了大部分服务自处理的逻辑 同时 go-zero 在 business logic处也给予开发者开箱即用的组件(dq、fx 等)从开发模式上帮助开发者只需要关注自己的 business logic以及所需资源准备
下面我们来细说一下整个 rest 是如何启动的？
启动流程
上图描述了整体 server 启动经过的模块和大致流程。准备按照如下流程分析 rest 实现：
基于 http.server 封装以及改造：把 engine(web框架核心) 和 option 隔离开 多路由匹配采取 radix-tree 构造 中间件采用洋葱模型 → []Middlewarehttp parse 解析以及匹配校验 → httpx.Parse()在请求过程会收集指标 ( createMetrics()) 以及监控埋点 (prometheus)
server engine封装
点开大图观看
engine 贯穿整个 server 生命周期中：
router 会携带开发者定义的 path/handler，会在最后的 router.handle() 执行 注册的自定义中间件 + 框架中间件，在 router handler logic 前执行
在这里：go-zero 处理的粒度在 route 上，封装和处理都在 route 一层层执行
路由匹配
那么当 request 到来，首先是如何到路由这一层的？
首先在开发最原始的 http server ，都有这么一段代码：
type helloHandler struct{}
func (h *helloHandler) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
w.Write([]byte("Hello, world!"))
}
func main() {
http.Handle("/", &helloHandler{})
http.ListenAndServe(":12345", nil)
}
http.ListenAndServe() 内部会执行到：server.ListenAndServe()
我们看看在 rest 里面是怎么运用的：
而传入的 handler 其实就是：router.NewRouter() 生成的 router。这个 router 承载了整个 server 的处理函数集合。
同时 http.Server 结构在初始化时，是把 handler 注入到里面的：
type Server struct {
...
Handler Handler
}
func start(..., handler http.Handler, run func(srv *http.Server) error) (err error) {
server := &http.Server{
Addr: fmt.Sprintf("%s:%d", host, port),
Handler: handler,
}
...
return run(server)
}
在 http.Server 接收 req 后，最终执行的也是：handler.ServeHTTP(rw, req)
所以内置的 router 也需要实现 ServeHTTP 。至于 router 自己是怎么实现 ServeHTTP :无外乎就是寻找匹配路由，然后执行路由对应的 handle logic。
解析参数
解析参数是 http 框架需要提供的基本能力。在 goctl code gen 生成的代码中，handler 层已经集成了 req argument parse 函数：
// generate by goctl
func QueryAllTaskHandler(ctx *svc.ServiceContext) http.HandlerFunc {
return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// custom request in .api file
var req types.QueryAllTaskRequest
// parse http request
if err := httpx.Parse(r, &req); err != nil {
httpx.Error(w, err)
return
}
l := logic.NewEventLogic(r.Context(), ctx)
resp, err := l.QueryAllTask(req)
baseresponse.FormatResponseWithRequest(resp, err, w, r)
}
}
进入到 httpx.Parse() ，主要解析以下几块：
https://github.com/zeromicro/go-zero/blob/master/rest/httpx/requests.go#L32:6
解析path 解析form表单 解析http header 解析json
Parse() 中的 参数校验 的功能见：
https://go-zero.dev/cn/api-grammar.html 中的
tag修饰符
Tips
学习源码推荐 fork 出来边看边写注释和心得，可以加深理解，以后用到这块功能的时候也可以回头翻阅。
项目地址
https://github.com/zeromicro/go-zero
欢迎使用 go-zero 并 star 支持我们！
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