gf/g/net/ghttp/ghttp_server.go

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package ghttp

import (
	"bytes"
	"errors"
	"fmt"
	"net/http"
	"os"
	"reflect"
	"runtime"
	"strings"
	"sync"
	"time"

	"github.com/gogf/gf/g/container/garray"
	"github.com/gogf/gf/g/container/gmap"
	"github.com/gogf/gf/g/container/gtype"
	"github.com/gogf/gf/g/os/gcache"
	"github.com/gogf/gf/g/os/genv"
	"github.com/gogf/gf/g/os/gfile"
	"github.com/gogf/gf/g/os/glog"
	"github.com/gogf/gf/g/os/gproc"
	"github.com/gogf/gf/g/os/gtimer"
	"github.com/gogf/gf/g/text/gregex"
	"github.com/gogf/gf/g/util/gconv"
	"github.com/gogf/gf/third/github.com/gorilla/websocket"
	"github.com/gogf/gf/third/github.com/olekukonko/tablewriter"
)

type (
	// Server结构体
	Server struct {
		name             string                           // 服务名称
		config           ServerConfig                     // 配置对象
		servers          []*gracefulServer                // 底层http.Server列表
		serverCount      *gtype.Int                       // 底层http.Server数量
		closeChan        chan struct{}                    // 用以关闭事件通知的通道
		servedCount      *gtype.Int                       // 已经服务的请求数(4-8字节，不考虑溢出情况)，同时作为请求ID
		serveTree        map[string]interface{}           // 所有注册的服务回调函数(路由表，树型结构，哈希表+链表优先级匹配)
		hooksTree        map[string]interface{}           // 所有注册的事件回调函数(路由表，树型结构，哈希表+链表优先级匹配)
		serveCache       *gcache.Cache                    // 服务注册路由内存缓存
		hooksCache       *gcache.Cache                    // 事件回调路由内存缓存
		routesMap        map[string][]registeredRouteItem // 已经注册的路由及对应的注册方法文件地址(用以路由重复注册判断)
		statusHandlerMu  sync.RWMutex                     // status handler互斥锁
		statusHandlerMap map[string]HandlerFunc           // 不同状态码下的注册处理方法(例如404状态时的处理方法)
		sessions         *gcache.Cache                    // Session内存缓存
		logger           *glog.Logger                     // 日志管理对象
	}

	// 路由对象
	Router struct {
		Uri      string   // 注册时的pattern - uri
		Method   string   // 注册时的pattern - method
		Domain   string   // 注册时的pattern - domain
		RegRule  string   // 路由规则解析后对应的正则表达式
		RegNames []string // 路由规则解析后对应的变量名称数组
		Priority int      // 优先级，用于链表排序，值越大优先级越高
	}

	// http回调函数注册信息
	handlerItem struct {
		name   string       // 注册的方法名称信息
		rtype  int          // 注册方式(执行对象/回调函数/控制器)
		ctype  reflect.Type // 控制器类型(反射类型)
		fname  string       // 回调方法名称
		faddr  HandlerFunc  // 准确的执行方法内存地址(与以上两个参数二选一)
		finit  HandlerFunc  // 初始化请求回调方法(执行对象注册方式下有效)
		fshut  HandlerFunc  // 完成请求回调方法(执行对象注册方式下有效)
		router *Router      // 注册时绑定的路由对象
	}

	// 根据特定URL.Path解析后的路由检索结果项
	handlerParsedItem struct {
		handler *handlerItem        // 路由注册项
		values  map[string][]string // 特定URL.Path的Router解析参数
	}

	// 已注册的路由项
	registeredRouteItem struct {
		file    string       // 文件路径及行数地址
		handler *handlerItem // 路由注册项
	}

	// pattern与回调函数的绑定map
	handlerMap = map[string]*handlerItem

	// HTTP注册函数
	HandlerFunc = func(r *Request)

	// 文件描述符map
	listenerFdMap = map[string]string
)

const (
	SERVER_STATUS_STOPPED = 0              // Server状态：停止
	SERVER_STATUS_RUNNING = 1              // Server状态：运行
	HOOK_BEFORE_SERVE     = "BeforeServe"  // 回调事件，在执行服务前
	HOOK_AFTER_SERVE      = "AfterServe"   // 回调事件，在执行服务后
	HOOK_BEFORE_OUTPUT    = "BeforeOutput" // 回调事件，在输出结果前
	HOOK_AFTER_OUTPUT     = "AfterOutput"  // 回调事件，在输出结果后
	HOOK_BEFORE_CLOSE     = "BeforeClose"  // Deprecated.
	HOOK_AFTER_CLOSE      = "AfterClose"   // Deprecated.

	HTTP_METHODS               = "GET,PUT,POST,DELETE,PATCH,HEAD,CONNECT,OPTIONS,TRACE"
	gDEFAULT_SERVER            = "default"
	gDEFAULT_DOMAIN            = "default"
	gDEFAULT_METHOD            = "ALL"
	gROUTE_REGISTER_HANDLER    = 1
	gROUTE_REGISTER_OBJECT     = 2
	gROUTE_REGISTER_CONTROLLER = 3
	gEXCEPTION_EXIT            = "exit"
	gEXCEPTION_EXIT_ALL        = "exit_all"
	gEXCEPTION_EXIT_HOOK       = "exit_hook"
)

var (
	// 所有支持的HTTP Method Map(初始化时自动填充),
	// 用于快速检索需要
	methodsMap = make(map[string]struct{})

	// WebServer表，用以存储和检索名称与Server对象之间的关联关系
	serverMapping = gmap.NewStrAnyMap()

	// 正常运行的WebServer数量，如果没有运行、失败或者全部退出，那么该值为0
	serverRunning = gtype.NewInt()

	// WebSocket默认配置
	wsUpgrader = websocket.Upgrader{
		// 默认允许WebSocket请求跨域，权限控制可以由业务层自己负责，灵活度更高
		CheckOrigin: func(r *http.Request) bool {
			return true
		},
	}
	// WebServer已完成服务事件通道，当有事件时表示服务完成，当前进程退出
	allDoneChan = make(chan struct{}, 1000)

	// 用于服务进程初始化，只能初始化一次，采用“懒初始化”(在server运行时才初始化)
	serverProcessInited = gtype.NewBool()

	// 是否开启WebServer平滑重启特性, 会开启额外的本地端口监听，用于进程管理通信(默认开启)
	gracefulEnabled = true
)

func init() {
	for _, v := range strings.Split(HTTP_METHODS, ",") {
		methodsMap[v] = struct{}{}
	}
}

// 是否开启平滑重启特性
func SetGraceful(enabled bool) {
	gracefulEnabled = enabled
}

// Web Server进程初始化.
// 注意该方法不能放置于包初始化方法init中，不使用ghttp.Server的功能便不能初始化对应的协程goroutine逻辑.
func serverProcessInit() {
	if serverProcessInited.Val() {
		return
	}
	serverProcessInited.Set(true)
	// 如果是完整重启，那么需要等待主进程销毁后，才开始执行监听，防止端口冲突
	if genv.Get(gADMIN_ACTION_RESTART_ENVKEY) != "" {
		if p, e := os.FindProcess(gproc.PPid()); e == nil {
			p.Kill()
			p.Wait()
		} else {
			glog.Error(e)
		}
	}

	// 信号量管理操作监听
	go handleProcessSignal()
	// 异步监听进程间消息
	if gracefulEnabled {
		go handleProcessMessage()
	}

	// 是否处于开发环境，这里调用该方法初始化main包路径值，
	// 防止异步服务goroutine获取main包路径失败，
	// 该方法只有在main协程中才会执行。
	gfile.MainPkgPath()
}

// 获取/创建一个默认配置的HTTP Server(默认监听端口是80)
// 单例模式，请保证name的唯一性
func GetServer(name ...interface{}) *Server {
	sname := gDEFAULT_SERVER
	if len(name) > 0 {
		sname = gconv.String(name[0])
	}
	if s := serverMapping.Get(sname); s != nil {
		return s.(*Server)
	}
	s := &Server{
		name:             sname,
		servers:          make([]*gracefulServer, 0),
		closeChan:        make(chan struct{}, 100),
		serverCount:      gtype.NewInt(),
		statusHandlerMap: make(map[string]HandlerFunc),
		serveTree:        make(map[string]interface{}),
		hooksTree:        make(map[string]interface{}),
		serveCache:       gcache.New(),
		hooksCache:       gcache.New(),
		routesMap:        make(map[string][]registeredRouteItem),
		sessions:         gcache.New(),
		servedCount:      gtype.NewInt(),
		logger:           glog.New(),
	}
	// 初始化时使用默认配置
	s.SetConfig(defaultServerConfig)
	// 记录到全局ServerMap中
	serverMapping.Set(sname, s)
	return s
}

// 作为守护协程异步执行(当同一进程中存在多个Web Server时，需要采用这种方式执行),
// 需要结合Wait方式一起使用.
func (s *Server) Start() error {
	// 服务进程初始化，只会初始化一次
	serverProcessInit()

	// 当前Web Server状态判断
	if s.Status() == SERVER_STATUS_RUNNING {
		return errors.New("server is already running")
	}

	// 没有注册任何路由，且没有开启文件服务，那么提示错误
	if len(s.routesMap) == 0 && !s.config.FileServerEnabled {
		glog.Fatal("[ghttp] no router set or static feature enabled, did you forget import the router?")
	}

	// 底层http server配置
	if s.config.Handler == nil {
		s.config.Handler = http.HandlerFunc(s.defaultHttpHandle)
	}
	// 不允许访问的路由注册(使用HOOK实现)
	// TODO 去掉HOOK的实现方式
	if s.config.DenyRoutes != nil {
		for _, v := range s.config.DenyRoutes {
			s.BindHookHandler(v, HOOK_BEFORE_SERVE, func(r *Request) {
				r.Response.WriteStatus(403)
				r.ExitAll()
			})
		}
	}

	// gzip压缩文件类型
	//if s.config.GzipContentTypes != nil {
	//    for _, v := range s.config.GzipContentTypes {
	//        s.gzipMimesMap[v] = struct{}{}
	//    }
	//}

	// 启动http server
	reloaded := false
	fdMapStr := genv.Get(gADMIN_ACTION_RELOAD_ENVKEY)
	if len(fdMapStr) > 0 {
		sfm := bufferToServerFdMap([]byte(fdMapStr))
		if v, ok := sfm[s.name]; ok {
			s.startServer(v)
			reloaded = true
		}
	}
	if !reloaded {
		s.startServer(nil)
	}

	// 如果是子进程，那么服务开启后通知父进程销毁
	if gproc.IsChild() {
		gtimer.SetTimeout(2*time.Second, func() {
			if err := gproc.Send(gproc.PPid(), []byte("exit"), gADMIN_GPROC_COMM_GROUP); err != nil {
				glog.Error("[ghttp] server error in process communication:", err)
			}
		})
	}

	// 打印展示路由表
	s.DumpRoutesMap()
	return nil
}

// 打印展示路由表
func (s *Server) DumpRoutesMap() {
	if s.config.DumpRouteMap && len(s.routesMap) > 0 {
		// (等待一定时间后)当所有框架初始化信息打印完毕之后才打印路由表信息
		gtimer.SetTimeout(50*time.Millisecond, func() {
			glog.Header(false).Println(fmt.Sprintf("\n%s", s.GetRouteMap()))
		})
	}
}

// 获得路由表(格式化字符串)
func (s *Server) GetRouteMap() string {
	type tableItem struct {
		hook     string
		domain   string
		method   string
		route    string
		handler  string
		priority int
	}

	buf := bytes.NewBuffer(nil)
	table := tablewriter.NewWriter(buf)
	table.SetHeader([]string{"SERVER", "ADDRESS", "DOMAIN", "METHOD", "P", "ROUTE", "HANDLER", "HOOK"})
	table.SetRowLine(true)
	table.SetBorder(false)
	table.SetCenterSeparator("|")

	m := make(map[string]*garray.SortedArray)
	for k, registeredItems := range s.routesMap {
		array, _ := gregex.MatchString(`(.*?)%([A-Z]+):(.+)@(.+)`, k)
		for index, registeredItem := range registeredItems {
			item := &tableItem{
				hook:     array[1],
				domain:   array[4],
				method:   array[2],
				route:    array[3],
				handler:  registeredItem.handler.name,
				priority: len(registeredItems) - index - 1,
			}
			if _, ok := m[item.domain]; !ok {
				// 注意排序函数的逻辑
				m[item.domain] = garray.NewSortedArraySize(100, func(v1, v2 interface{}) int {
					item1 := v1.(*tableItem)
					item2 := v2.(*tableItem)
					r := 0
					if r = strings.Compare(item1.domain, item2.domain); r == 0 {
						if r = strings.Compare(item1.route, item2.route); r == 0 {
							if r = strings.Compare(item1.method, item2.method); r == 0 {
								if r = strings.Compare(item1.hook, item2.hook); r == 0 {
									r = item2.priority - item1.priority
								}
							}
						}
					}
					return r
				}, false)
			}
			m[item.domain].Add(item)
		}
	}
	addr := s.config.Addr
	if s.config.HTTPSAddr != "" {
		if len(addr) > 0 {
			addr += ","
		}
		addr += "tls" + s.config.HTTPSAddr
	}
	for _, a := range m {
		data := make([]string, 8)
		for _, v := range a.Slice() {
			item := v.(*tableItem)
			data[0] = s.name
			data[1] = addr
			data[2] = item.domain
			data[3] = item.method
			data[4] = gconv.String(len(strings.Split(item.route, "/")) - 1 + item.priority)
			data[5] = item.route
			data[6] = item.handler
			data[7] = item.hook
			table.Append(data)
		}
	}
	table.Render()

	return buf.String()
}

// 阻塞执行监听
func (s *Server) Run() {
	if err := s.Start(); err != nil {
		glog.Fatal(err)
	}
	// 阻塞等待服务执行完成
	<-s.closeChan

	glog.Printf("%d: all servers shutdown", gproc.Pid())
}

// 阻塞等待所有Web Server停止，常用于多Web Server场景，以及需要将Web Server异步运行的场景
// 这是一个与进程相关的方法
func Wait() {
	// 阻塞等待服务执行完成
	<-allDoneChan

	glog.Printf("%d: all servers shutdown", gproc.Pid())
}

// 开启底层Web Server执行
func (s *Server) startServer(fdMap listenerFdMap) {
	var httpsEnabled bool
	// 判断是否启用HTTPS
	if len(s.config.TLSConfig.Certificates) > 0 || (len(s.config.HTTPSCertPath) > 0 && len(s.config.HTTPSKeyPath) > 0) {
		// ================
		// HTTPS
		// ================
		if len(s.config.HTTPSAddr) == 0 {
			if len(s.config.Addr) > 0 {
				s.config.HTTPSAddr = s.config.Addr
				s.config.Addr = ""
			} else {
				s.config.HTTPSAddr = gDEFAULT_HTTPS_ADDR
			}
		}
		httpsEnabled = len(s.config.HTTPSAddr) > 0
		var array []string
		if v, ok := fdMap["https"]; ok && len(v) > 0 {
			array = strings.Split(v, ",")
		} else {
			array = strings.Split(s.config.HTTPSAddr, ",")
		}
		for _, v := range array {
			if len(v) == 0 {
				continue
			}
			fd := 0
			addr := v
			array := strings.Split(v, "#")
			if len(array) > 1 {
				addr = array[0]
				// windows系统不支持文件描述符传递socket通信平滑交接，因此只能完整重启
				if runtime.GOOS != "windows" {
					fd = gconv.Int(array[1])
				}
			}
			if fd > 0 {
				s.servers = append(s.servers, s.newGracefulServer(addr, fd))
			} else {
				s.servers = append(s.servers, s.newGracefulServer(addr))
			}
			s.servers[len(s.servers)-1].isHttps = true
		}
	}
	// ================
	// HTTP
	// ================
	// 当HTTPS服务未启用时，默认HTTP地址才会生效
	if !httpsEnabled && len(s.config.Addr) == 0 {
		s.config.Addr = gDEFAULT_HTTP_ADDR
	}
	var array []string
	if v, ok := fdMap["http"]; ok && len(v) > 0 {
		array = strings.Split(v, ",")
	} else {
		array = strings.Split(s.config.Addr, ",")
	}
	for _, v := range array {
		if len(v) == 0 {
			continue
		}
		fd := 0
		addr := v
		array := strings.Split(v, "#")
		if len(array) > 1 {
			addr = array[0]
			// windows系统不支持文件描述符传递socket通信平滑交接，因此只能完整重启
			if runtime.GOOS != "windows" {
				fd = gconv.Int(array[1])
			}
		}
		if fd > 0 {
			s.servers = append(s.servers, s.newGracefulServer(addr, fd))
		} else {
			s.servers = append(s.servers, s.newGracefulServer(addr))
		}
	}
	// 开始执行异步监听
	serverRunning.Add(1)
	for _, v := range s.servers {
		go func(server *gracefulServer) {
			s.serverCount.Add(1)
			err := (error)(nil)
			if server.isHttps {
				err = server.ListenAndServeTLS(s.config.HTTPSCertPath, s.config.HTTPSKeyPath, &s.config.TLSConfig)
			} else {
				err = server.ListenAndServe()
			}
			// 如果非关闭错误，那么提示报错，否则认为是正常的服务关闭操作
			if err != nil && !strings.EqualFold(http.ErrServerClosed.Error(), err.Error()) {
				glog.Fatal(err)
			}
			// 如果所有异步的http.Server都已经停止，那么WebServer就可以退出了
			if s.serverCount.Add(-1) < 1 {
				s.closeChan <- struct{}{}
				// 如果所有WebServer都退出，那么退出Wait等待
				if serverRunning.Add(-1) < 1 {
					serverMapping.Remove(s.name)
					allDoneChan <- struct{}{}
				}
			}
		}(v)
	}
}

// 获取当前服务器的状态
func (s *Server) Status() int {
	// 当全局运行的Web Server数量为0时表示所有Server都是停止状态
	if serverRunning.Val() == 0 {
		return SERVER_STATUS_STOPPED
	}
	// 只要有一个Server处于运行状态，那么都表示运行状态
	for _, v := range s.servers {
		if v.status == SERVER_STATUS_RUNNING {
			return SERVER_STATUS_RUNNING
		}
	}
	return SERVER_STATUS_STOPPED
}

// 获取当前监听的文件描述符信息，构造成map返回
func (s *Server) getListenerFdMap() map[string]string {
	m := map[string]string{
		"https": "",
		"http":  "",
	}
	// s.servers是从HTTPS到HTTP优先级遍历，解析的时候也应当按照这个顺序读取fd
	for _, v := range s.servers {
		str := v.addr + "#" + gconv.String(v.Fd()) + ","
		if v.isHttps {
			m["https"] += str
		} else {
			m["http"] += str
		}
	}
	// 去掉末尾的","号
	if len(m["https"]) > 0 {
		m["https"] = m["https"][0 : len(m["https"])-1]
	}
	if len(m["http"]) > 0 {
		m["http"] = m["http"][0 : len(m["http"])-1]
	}

	return m
}