HTTP服务器。

在这个单元里，我们以一个极简单的HTTP服务器开始，引入请求和响应的概念与处理，如何定义服务器端的处理函数，如何响应404错误，对于响应头和响应不同类型的内容，不同类型的请求，如何进行编码，如何获取请求数据，最后我们来做单元总结。

首先我们来看，一个极简服务器。

大道至简。使用Go语言构建世界上最简单的HTTP服务器，仅需四行代码。在标准库net/http包提供了多种用于创建HTTP服务器的方法，其中包含HandleFunc函数和ListenAndServe函数。HandleFunc函数接受两个参数，第一个参数是一个访问路径，也就是我们通常所讲的URL地址，第二个参数是一个处理函数。这个函数的功能就是来创建路由，即为不同的访问路径来指定不同的处理函数。ListenAndServe函数同样接受两个参数，第一个参数是一个侦听端口，第二个参数我们暂且不用，可将其指定为空。该函数用于启动服务，侦听给定的通信端口。针对给定访问路径的处理函数，需要自己实现。该函数的函数名可以自定，但它一定会带有两个特定类型的参数，并且没有返回值。这两个参数的类型分别是，http包中ResponseWriter类型的写入器，和http包Request类型的指针，代表请求。可见该函数两个参数，一个对应的是响应，另一个则描述了请求。这里的响应其实是一个写入器，我们可以通过它将返回给客户端的响应信息写入其中，而针对于不同的请求，所做的业务处理，则在该函数的函数体中予以实现。比如在上面的例子中，我们就直接调用了写入器中的Write方法，将一个被转换为字节切片形式的字符串“Hello World!”，写入了向客户端的响应。

在下面的例子里，首先，我们定义rootHandler路由处理函数，以相同的方式，向写入器写入了“Hello World!”字符串。请注意，我们需要先将其转换为字节切片，这是为了与该函数的参数要求一致。而在main函数中，我们只完成了两个函数调用。首先，通过HandleFunc，将前面编写的路由处理函数rootHandler，与指定的访问路径“/”，建立了联系。在第二个函数ListenAndServe中，我们指定让服务器去侦听8000端口。这时，我们打开浏览器，在浏览器的地址栏中，直接输入“localhost:8000/”，就可以直接看到来自服务器端的响应，“Hello World!”。

请求与响应。

除了通过浏览器向HTTP服务器发起请求并接收响应以外，还可以使用更专业化的工具，比如curl，来查看往返于客户端和服务器之间的请求响应数据包。Linux和MacOS操作系统通常都预先安装了curl工具，Windows操作系统虽然没有预先安装，但可以从这里免费下载并安装。

curl安装好以后，就可以在开发HTTP服务器时，用它做客户端向服务器发送各种请求，并查看来自服务器的响应。首先启动前面编写的“极简服务器”程序，go run main.go。打开终端或命令提示符窗口，输入如下命令：curl -is "http://localhost:8000"。这里的选项“is”指定打印包头，并忽略一些次要信息。如果命令执行成功，将看到来自HTTP服务器的响应，其中包含响应头和响应体。

服务器返回的响应头包含如下信息：第一行，表明了协议使用的是1.1版的HTTP协议，状态码200，对应的状态描述是OK，代表成功；第二行，是以格林尼治时间表示的日期和时间；第三行，表明内容长度共有12个字节；最后一行，指定内容的类型为使用UTF-8编码的纯文本。服务器返回的响应体包含了由12个字节UTF-8编码纯文本构成的响应字符串，“Hello World!”。

HandleFunc函数用于注册响应给定URL地址映射的处理函数。比如我们可以将rootHandler函数关联于“/”地址，也就是根目录；将usersHandler处理函数关联于“/users/”目录；将projectsHandler函数关联于“/projects/”目录。服务器将依据如下路由规则，将对特定URL地址的访问路由到相应的处理函数中：URL地址必须完全匹配，包括大小写和斜杠，对“/projects”的访问不会被路由到与“/projects/”相对应的处理函数projectsHandler中；如果找不到严格匹配的URL地址，则一律按“/”处理，因此“/”也被称为缺省路由；路由与请求类型无关，只负责调用与URL地址相对应的函数，对每一种请求类型，如GET、POST、PUT或者DELETE等，其具体处理，统统在处理函数的内部实现。

处理函数。

处理来自客户端的请求，并回之以特定的响应，这是处理函数的主要任务。在处理函数中，我们通常会完成如下工作：比如验证请求路径，我们可以从请求包的URL属性中获得其Path字段的值，如果这个路径与我们所能处理的不相吻合，我们可以通过HTTP包的NotFound函数，向客户端返回404页面；我们也可以根据请求包中的Method字段，来区分请求的类型，并针对不同类型的请求，做出不同的处理；如果我们想获取请求的数据，可以从URL中获得Query，进行表单字段的查询，或者直接访问请求包中的Body，拿到请求包的包体；在处理业务逻辑的过程中，我们往往需要验证身份的合法性，然后读取并处理请求中的数据；

响应类型的选择，我们可以借助于请求包中的Header，代表请求包的头部，通过其Get方法，参数给定Accept，来了解客户端所能够接受的响应类型，在传输响应时，利用响应写入器，从Header的方法中获取头部，通过Set的方法，将Content-Type字段指定为特定的值，以表明响应的类型；而对于响应报文的返回，则直接使用响应写入器的Write方法，写入字节流。返回响应报文一定是整个处理过程的最后一步，因为响应报文一旦返回客户端，之后再对它做任何修改都无济于事。比如我们只要调用了Write，并传递了“Hello World!”这样的字母串作为响应内容，此后再去设置响头部已经是无效操作。

响应404错误。

缺省路由的任务是将所有没有指定处理函数的请求都定向到“/”。鉴于所请求的路由并不存在，于此可以响应以404错误。比如我们在针对“/”的路由处理函数rootHandler中，检查请求包URL字段中的Path值，如果不是“/”，表示所请求的路径并非此处可以处理的根目录，那么我们就直接调用HTTP包的NotFound函数，将写入器和请求包作为参数传入其中，该函数将向客户端返回404错误信息，而如果所请求的路径是根目录，那么我们就按照正常的逻辑予以处理。客户端所收到的404错误的响应报文，类似下边这个样子。请注意其第一行的状态码为404，而关于它的描述为Not Found，表明资源找不到。

下面的代码演示了响应404错误的过程。我们在针对根目录的路由处理函数rootHandler中，进行了路径的检查，发现客户端所请求的URL路径并非“/”，即根目录，直接调用http.NotFound，将响应写入器和请求包所对应的变量传入其中，直接返回，而对于正常的路径则响应以“Hello World!”。

响应头。

HTTP服务器在构建返回客户端的响应时，经常需要设置响应头。例如为了向客户端返回一些JSON格式的数据，服务器必须将响应头的“Content-Type”字段设置为“application/json”。Go语言标准库http包的响应写入器ResponseWriter为此提供了支持。例如我们可以通过写入器的方法，获取其头部写入器，调用其中的Set方法，将特定的字段名设置为特定的字段值。比如将“Content-Type”字段设置为“application/json”。设置后的响应头类似下面这个样子。我们可以看到，其中的“Content-Type”字段的值为“application/json”。客户端在接收到来自服务器的响应时，可以根据其对响应头的设置，来决定对后续响应体的接收和处理方式。

在下面这段代码中，我们在完成访问路径检测以后，将响应头中的“Content-Type”字段设置为“application/json”，而在响应体的内容中，果然设置了一个JSON格式的字母串，键为“Greeting”，值为“Hello World!”。我们从curl打印出的结果可以清晰地看到，头部所描述的内容类型“application/json”，与体部实际的数据格式是严格吻合的，这对于方便客户机做正确的响应处理非常重要。

响应不同类型的内容。

在向客户端返回响应时，服务器应根据客户端的具体需求，为其提供不同类型的内容。一些常见的内容类型包括：“text/plain”，纯文本格式，“text/html”，HTML格式，“application/json”，JSON格式，“application/xml”，XML格式。

服务器通过查询请求头的“Accept”字段，获悉客户端期望接受的内容类型，并返回相应类型的数据内容。为此我们做switch-case分支，检查请求包Header字段Get方法的返回值，其参数为“Accept”，返回请求头中“Accept”字段的值，如果是“application/json”，或者是“application/xml”，我们通过响应写入器的Header方法获取其头部，调用其Set方法，写入“Content-Type”字段的值为“application/json”，或者“application/xml”，并在包体部分填以相应格式的内容。如果客户端所请求的内容类型服务器无法满足，也可以在default分支中，以缺省的，比如纯文本的方式，给出相应的响应。

在下面的例子里，我们于rootHandler路由处理函数中······

通过switch-case检查请求头中的“Accept”字段的值，并分别针对于JSON和XML格式，在响应中予以体现，并且在default分支中，以“text/plain”纯文本的方式作为默认的内容类型。

通过curl向服务器发起请求时，可以使用“-H”选项来设置请求头中的特定字段。比如我们可以借助于“-H”选项，将请求中的“Accept”字段设置为“application/json”、“application/xml”，或者是一个在服务器完全无法处理的“dummy/dummy”类型。观察从服务器返回的响应，其“Content-Type”字段和实际的包体内容，是不是与请求所要求的内容类型相一致。

响应不同类型的请求。

为了获知来自客户端的请求类型，可以访问Request中的Method，并通过switch语句针对不同类型的请求，执行不同的操作。我们可以看到，在请求包Method字段的值为“GET”或者“POST”时，我们的分支可以给出相应的不同的处理，并针对服务器所无法处理的请求类型，以“StatusNotImplemented”予以响应。HTTP协议中的GET请求一般用于从服务器获取数据，而POST请求则意在向服务器提交要被处理的数据，返回的响应里面含有被获取到或处理过的数据。

在下面的代码中，我们于路由处理函数rootHandler中······

针对请求包中的Method字段，做不同的switch-case分支。对GET和POST请求，分别响应了不同的内容，并对无法处理的请求，以“StatusNotImplemented”予以响应。

通过curl向服务器发起请求，可使用“-X”选项来设置请求的类型。我们在实验中以GET、POST和DUMMY向服务器发起请求，观察服务器的响应，是不是与我们在客户端所预期的一致。

获取请求数据。

对于GET请求，其携带的数据通常位于查询字符串中。在查询自符串中可以“?”表示请求数据的开始，以“&”作为数据项的分割符，每个数据项以“键=值”的形式给出。对于这样的数据，可通过调用Request类型URL字段的Query方法获得。通过基于range的for循环，来遍历Query方法所返回的键值对序列。请求中的每个数据项，均被视为一个键值对，等号左边为键，右边为值。对于POST请求，数据通常位于请求体内。至于这样的数据，可以通过读取Request中的Body属性获得。借助ioutil包的ReadAll函数，可以将请求包中的Body字段视为一个输入流，从中读取即可返回包体的字节流。其字节切片的内容，还需要自行根据相应的格式进行解析。注意所有进入服务器的数据都应被视为是不安全的，需经过滤后再使用。

在下面的例子中······

我们在rootHandler路由处理函数中，针对于不同的请求类型，GET或者POST，于相应的case分支中，以不同的方式获取了它的数据。对于GET请求，我们用k和v作为键和值，写了基range的for循环，遍历了Query所返回的键值序列，拿到从URL字符串中所携带的请求数据。

而针对于POST方法，我们用ReadAll读取请求中的Body字段，获取请求数据的字节切片reqBody，而后将其以字符串的形式予以打印。我们可以看到，当我们从客户端借助curl来向服务器提交数据时，对于GET请求，我们携带的键值对为“username”和“tarena”、“password”和“123456”，服务器正确的解析到相应的结果并予以打印，而对于POST请求，我们发送数据是一个字符串“some data to send”，同样在服务器的日志中，打印出了正确的结果。

最后我们对这个单元做一下总结。

在路由模式中必须对访问路径做精确匹配吗？对访问路径的匹配必须是精确的，而且是静态的，其中不能包含可变的部分，也不能使用正则表达式。一些第三方路由可以支持变量，甚至将内容或请求的类型也作为路由的依据。Go语言也象其它语言那样提供用于构建服务器的框架吗？Go语言也提供服务器框架，但在大多数情况下，net/http包已足以应付服务器开发的需要。如何创建HTTPS服务器？net/http包通过ListenAndServeTLS函数创建HTTPS服务器，该函数的工作原理与ListenAndServe函数相同，但必须为其提供证书和密钥文件。TLS即传输层安全协议（Transport Layer Security Protocol），是进行HTTPS连接的重要环节。经过TLS层协商，后续HTTP请求都可以使用协商好的对称密钥进行加密。

HTTP客户端。

在这个单元中，我们首先简要介绍HTTP协议，了解从客户端所发出的GET请求和POST请求，以及定制HTTP请求的方法，关于HTTP的调试和响应超时的控制，最后做单元总结。

HTTP协议。

TCP/IP协议栈由上至下分为以下四层：应用层，为用户提供应用服务时的通信活动，比如DNS，域名解析，FTP，文件传输，HTTP，超文本传输；传输层，网络中两台计算机之间的数据传输，比如TCP、UDP和SPX；网络层，网络中相邻节点之间的数据帧传送，如IP、IPX；链路层，构成网络传输介质的各种基础设施，如以太网、ADSL、TD-LTE等等。通过协议栈传输数据包的过程，其实就是不断封装和解封装的过程。发送数据时，应用层组织出HTTP数据，由传输层封装TCP首部，网络层封装IP首部，链路层封装以太网首部，以以太网包的形式在网内传输。接收端将接收到的以太网包，在链路层解析以太网首部，其余部分传输给网络层，解析其IP首部，再将其余内容传输于传输层，解析TCP首部，最后得到HTTP数据，传递给应用层。数据的发送，就是逐层增加首部，逐层封包，数据的接收，就是逐层删除首部，解除封包。

作为TCP/IP协议的一部分，HTTP协议工作在协议栈的最高层——应用层，负责为用户提供针对超文本数据的网络应用，如：Apache服务器、Nginx服务器、IIS服务器，以及各种浏览器客户端等等。借助curl可以了解客户端发送给服务器的HTTP请求。比如在下面这个请求中，”GET“代表请求的类型，其后”/ip“代表访问路径，”HTTP/2“是我们所使用的协议。”Host“、”User-Agent“和”Accept“，这三个字段分别表示所要访问的主机域名、客户端信息和期望接受的内容类型。Go语言的HTTP客户端功能齐备，在最基本的情况下，它为各种选项提供了合理的默认设置，让开发者可以无需关心底层，同时也提供了细力度的控制。

GET请求。

通过Go语言标准库net/http包的Get函数，可以直接向服务器发送GET请求。GET请求用于从服务器获取数据。对于从服务器获取一些数据而言，使用默认参数配置的客户端和请求头完全够用。例如，客户端可以通过向https://ifconfig.io/ip发送GET请求，来获取自己的IP地址。GET函数的参数，即URL的路径。它的返回值除去错误信息以外，还包括响应包。响应包的Body字段即为包体，是一个输入流，可以通过ioutil包的ReadAll函数读取，返回该流中的字节序列。通过“%s”格式打印，将字节序列转换为字符串，即为客户端的IP地址。

在下面的例子中，我们即仿照刚才的方法，向ifconfig.io发送了这样的GET请求。从打印出的字符串形式的响应结果可以看到，发送此请求的客户端，其IP地址为124.20.192.18。

POST请求。

通过Go语言标准库net/http包的Post函数，可以直接向服务器发送POST请求。POST请求用于向服务器提交数据。调用Post函数除了需要指定访问路径，还需要提供被提交的数据及其内容类型。比如，客户端试图通过向https://httpbin.org/post发送POST请求，来获取关于自己的描述信息。这时我们首先用strings包的NewReader构建一个基于字符串的输入流，流中的字符串内容为一个JSON字符串，键为“some”值为“json”。然后调用http包的Post函数，第一个参数为访问服务器的URL路径，第二个参数为对数据格式的描述，这里用的是“application/json”，而第三个参数即为输入流，也即我们刚才所构建的面向内存的字符串输入流。Post函数的执行，即从第三个参数所表示的输入流中读取字节序列，以之作为数据向第一个参数所描述的URL发送POST请求，请求中对数据类型的描述由第二个参数决定，并返回服务器的响应，其中的Body字段，字节流，可以通过ReadAll来读取，返回字节切片后，用“%s”转换为字符串打印。

在下面的代码中，我们即遵循于刚才的方式，向服务器发出了POST请求，并将返回的结果以字符串形式打印出来，所得到的是关于客户端的描述。

https://httpbin.org是一个用于测试HTTP客户端的工具，向“/post”路径发送POST请求，服务器将返回客户端发送给它的数据，以及一些客户端的描述信息。我们这里看到“data: {some: json}”，这是客户端发送给服务器的数据，原样返回。后面的内容为对客户端的描述，包括其IP地址：124.207.192.18。

定制HTTP请求。

如果需要向服务器发送的HTTP请求做更多超越于默认设置的定制化，那么这时我们可以首先用net/http包所提供的一个导出类型Client去创建一个代表客户端的变量。之后用net/http包所提供的一个导出函数NewRequest来构建一个HTTP请求。在这个请求中会包含请求的类型、目标主机的URL。它所返回的是一个代表请求的变量。我们可以用这个变量作为参数，去调用Client变量中的Do函数，来完成对请求的发送，并获得其响应，以返回值Response形式得到。用这种方法我们可以单独设置请求头、基本身份验证，甚至于cookies，这些请求参数。一般而言，除非要完成的任务非常简单，否则推荐使用这种相对定制化的方法。

比如我们在下面的例子中，完成了和之前同样的功能，只不过我们用的是定制化的方法。首先，利用http中的Client，创建了一个代表客户机的变量。其次，执行http包中的NewRequest，构建了一个请求，同样是向ifconfig.io/ip中发送GET请求。最后，执行Client中的Do方法，其参数即为我们的Request请求，得到的是它的响应，再将其转换为字符串以后打印，显示出客户端的IP地址。

调试HTTP。

Go语言标准库的net/http/httputil包提供了一些方法，可以用于调试往返于客户端和服务器之间的HTTP请求及响应。比如，我们可以通过DumpRequestOut将请求打印出来，或者通过DumpResponse将响应打印出来。这两个函数所返回的，都是关于响应或者请求的字节切片，转换成字符串格式，即可显示。如果我们希望只在调试的情况下才打印这些信息，也可以将“DEBUG”设为一个环境变量，利用os包的Getenv函数获取环境变量“DEBUG”的值，来决定是否打印这些调试信息。

比如下面的程序，当我们试图向ifconfig.io/ip发送GET请求，来获取本机IP时，指定了可接受的内容类型为“application/json”。我们试图以相同的方式来处理它的响应，但是其结果却并非如我们所预期。因此这时我们就用DumpRequestOut······

和DumpResponse打印出了请求和响应的内容。结果发现，请求包我们的确把"Accept"字段设置为“application/json”，表明我们期望得到一个JSON字母串作为响应，但服务器实际给我们传回的响应，它的“Content-Type”字段却是“text/plain”，是一个纯文本。因此我们通过这样的信息就可以了解，服务器实际给我们传回的响应，是否如我们所预期，以及我们应该用怎样的方式，来处理这些响应报文。

响应超时。

客户端向服务器发送请求后，完全无法知道服务器会在多长时间内返回响应。在系统的底层，有太多因素会对响应时间构成影响。在客户端一侧，DNS查找速度、创建TCP套接字的速度、与服务器建立TCP连接的速度、如果使用的是HTTPS， TLS握手的速度、向服务器发送数据的速度，都会构成影响。而在服务器的一侧，重定向的速度、业务处理的速度、向客户端发送数据的速度，同样也会影响响应时间。

以默认方式创建的客户端，没有对响应时间做任何设置，这也就意味着：如果服务器很久甚至永远没有向客户端返回响应，客户端将一直等待；维持这条连接的内存和表示这个套接字的文件描述符，也将一直存在；如果发出的多个请求都是这种情况，那么客户端的资源将会很快耗尽。建议为客户端设置响应超时，一旦超过时间还没有收到响应，即宣告错误。设置超时的方法就是，当我们用http的导出类型Client来创建代表客户端的变量client时，可以将其Timeout字段设置为一个时间。这时，当我们通过这样的Client中的Do方法，来发送请求获取响应时，一旦超出了我们所规定的时间，此方法即会返回错误。

在下面的代码中，我们试图以“GET”类型向服务器ifconfig.io/ip发出请求，同时我们在Client变量的创建过程中，将其Timeout字段设置为1秒钟。这时我们看到，Do函数返回的就是一个错误，而错误信息······

从我们打印的结果来看，就是一个关于超时的描述。这就是设置了响应超时所带来的效果。

使用Transport可以更精细化地控制超时，甚至为传输的每个阶段单独设置超时。这时我们所要填充的，是Client结构体中的Transport字段。该字段值是一个由http包的导出类型Transport所创建的结构体变量。该结构体中，可以包含多个字段，通过每个字段，来为传输的每个阶段，独立地设置超时时间。

比如我们在下面的例子中，就创建了一个Transport类型的变量tr，并为其中的每个字段，设置了单独的超时时间。用这样的变量，填充了Client结构体中的Transport字段······

在执行这个Client变量的Do函数时，我们同样接收了它所返回的错误值err，并对其信息进行了打印······

我们可以看到，发生超时的阶段，会被更加精确地显示出来。

最后我们对这个单元做一个总结。

开发互联网应用，了解HTTP是否是必须的？如果使用Go语言开发互联网应用，只要知道HTTP定义了客户端和服务器之间的交互方式就够了。只使用Go语言标准库，完全可以开发出功能强大的互联网应用。当然，对HTTP规范了解得越多，开发基于HTTP协议的互联网应用就越得心应手。作为客户端，可以同时发出多个HTTP请求吗？可以。借助Goroutine，客户端可以同时发出多个HTTP请求。可以根据HTTP响应头中的状态码决定程序即将采取的措施吗？可以。在Response类型的变量中，包含了StatusCode字段，其中即存放了最近一次的响应状态码。

谢谢，再见！