【GO基础学习】gin框架路由详解

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gin框架路由详解

先创建一个项目，编写一个简单的demo，对这个demo进行讲解。

1. 创建一个go的项目，采用GoLand：

2. 在该项目下创建一个main.go文件：

package mainimport ("net/http""github.com/gin-gonic/gin"
)func main() {r := gin.Default()r.GET("/", func(c *gin.Context) {c.String(http.StatusOK, "hello word")})r.Run(":8000")
}

上面就是一个非常简单的gin的使用，逐行代码解读，在解读前，需要先下载gin库，写入main.go后，在terminal执行go mod tidy命令就会添加main里面的gin库。

（1）go mod tidy

• 添加缺失的依赖

如果你的代码中引用了某些依赖（通过 import），但它们没有被记录在 go.mod 文件中，go mod tidy 会自动将这些缺失的依赖添加到 go.mod 文件中。

• 移除未使用的依赖

如果你的代码中不再使用某些依赖（即没有通过 import 引用），go mod tidy 会从 go.mod 文件中移除这些无用的依赖。

• 更新 go.sum 文件

go mod tidy 会检查 go.sum 文件（存储模块的校验和）是否与 go.mod 文件一致：

​ -如果某些依赖的校验和缺失，它会添加。

​ -如果某些校验和多余（对应的依赖已被移除），它会删除。

（2）r := gin.Default()

创建默认的Gin引擎，点进这个方法查看源码：

// Default returns an Engine instance with the Logger and Recovery middleware already attached.
func Default(opts ...OptionFunc) *Engine {debugPrintWARNINGDefault()engine := New()engine.Use(Logger(), Recovery())return engine.With(opts...)
}

返回了Engine的指针结构体，还包括一些日志和中断复原的操作。

关于Engine结构体：【是 Gin 框架的核心结构体，它既是路由表的管理器，也是 HTTP 服务的入口】

type Engine struct {RouterGrouptrees       methodTrees  // 每种 HTTP 方法对应的路由树maxParams   uint16       // 路由参数最大数量maxSections uint16       // 路由路径最大分段数量handlers404 HandlersChain // 404 处理函数链// 其他字段...
}

• trees: 存储路由表的核心字段，每种 HTTP 方法有一棵对应的 Radix 树。

• RouterGroup: 用于管理路由组和中间件。

• handlers404: 默认的 404 错误处理。

关于trees是路由规则的核心，存储路由表，每种 HTTP 方法有一棵对应的 Radix 树。
（1）Radix 树
公共前缀的树结构，是一种更节省空间的前缀树（Trie Tree）。对于基数树的每个节点，如果该节点是唯一的子树的话，就和父节点合并。下图为一个基数树示例：

（2）methodTrees

type methodTree struct {method stringroot   *node
}type methodTrees []methodTree

method是http的类型，每个路由路径的片段都由一个node节点构成：

type node struct {path      string        // 当前节点的路径部分indices   string        // 子节点的索引，用于快速查找children  []*node       // 子节点handlers  HandlersChain // 当前节点的处理函数priority  uint32        // 优先级，用于优化匹配顺序wildChild bool          // 是否包含通配符子节点nType     nodeType      // 节点类型: static, param, catchAll
}

path: 存储路径片段。

indices: 子节点索引，表示每个子节点的第一个字符，用于快速查找。

handlers: 当前节点绑定的处理函数。

wildChild: 是否有动态或通配符子节点。

nType:

• static: 静态路径节点。
• param: 动态路径节点（如 :id）。
• catchAll: 通配符节点（如 *filepath）。

（3）r.GET()

Gin 的路由实现主要分为路由注册和路由匹配两部分。

路由注册

点进GET方法：

// GET is a shortcut for router.Handle("GET", path, handlers).
func (group *RouterGroup) GET(relativePath string, handlers ...HandlerFunc) IRoutes {return group.handle(http.MethodGet, relativePath, handlers)
}

handle方法：

func (group *RouterGroup) handle(httpMethod, relativePath string, handlers HandlersChain) IRoutes {absolutePath := group.calculateAbsolutePath(relativePath)handlers = group.combineHandlers(handlers)group.engine.addRoute(httpMethod, absolutePath, handlers)return group.returnObj()
}

addRoute方法：【注册路由的核心函数】

func (e *Engine) addRoute(method, path string, handlers HandlersChain) {root := e.trees.get(method) // 获取当前方法对应的路由树if root == nil {root = new(node)       // 如果路由树不存在，创建新的树e.trees = append(e.trees, methodTree{method: method, root: root})}root.addRoute(path, handlers) // 将路径插入到 Radix 树中
}

Radix 树节点插入逻辑：addRoute in node
在 node 中的 addRoute 方法负责将路径拆分并插入到树中：

// addRoute 将具有给定句柄的节点添加到路径中。
// 不是并发安全的
func (n *node) addRoute(path string, handlers HandlersChain) {fullPath := pathn.priority++numParams := countParams(path)  // 数一下参数个数// 空树就直接插入当前节点if len(n.path) == 0 && len(n.children) == 0 {n.insertChild(numParams, path, fullPath, handlers)n.nType = rootreturn}parentFullPathIndex := 0walk:for {// 更新当前节点的最大参数个数if numParams > n.maxParams {n.maxParams = numParams}// 找到最长的通用前缀// 这也意味着公共前缀不包含“:”"或“*” /// 因为现有键不能包含这些字符。i := longestCommonPrefix(path, n.path)// 分裂边缘（此处分裂的是当前树节点）// 例如一开始path是search，新加入support，s是他们通用的最长前缀部分// 那么会将s拿出来作为parent节点，增加earch和upport作为child节点if i < len(n.path) {child := node{path:      n.path[i:],  // 公共前缀后的部分作为子节点wildChild: n.wildChild,indices:   n.indices,children:  n.children,handlers:  n.handlers,priority:  n.priority - 1, //子节点优先级-1fullPath:  n.fullPath,}// Update maxParams (max of all children)for _, v := range child.children {if v.maxParams > child.maxParams {child.maxParams = v.maxParams}}n.children = []*node{&child}// []byte for proper unicode char conversion, see #65n.indices = string([]byte{n.path[i]})n.path = path[:i]n.handlers = niln.wildChild = falsen.fullPath = fullPath[:parentFullPathIndex+i]}// 将新来的节点插入新的parent节点作为子节点if i < len(path) {path = path[i:]if n.wildChild {  // 如果是参数节点parentFullPathIndex += len(n.path)n = n.children[0]n.priority++// Update maxParams of the child nodeif numParams > n.maxParams {n.maxParams = numParams}numParams--// 检查通配符是否匹配if len(path) >= len(n.path) && n.path == path[:len(n.path)] {// 检查更长的通配符, 例如 :name and :namesif len(n.path) >= len(path) || path[len(n.path)] == '/' {continue walk}}pathSeg := pathif n.nType != catchAll {pathSeg = strings.SplitN(path, "/", 2)[0]}prefix := fullPath[:strings.Index(fullPath, pathSeg)] + n.pathpanic("'" + pathSeg +"' in new path '" + fullPath +"' conflicts with existing wildcard '" + n.path +"' in existing prefix '" + prefix +"'")}// 取path首字母，用来与indices做比较c := path[0]// 处理参数后加斜线情况if n.nType == param && c == '/' && len(n.children) == 1 {parentFullPathIndex += len(n.path)n = n.children[0]n.priority++continue walk}// 检查路path下一个字节的子节点是否存在// 比如s的子节点现在是earch和upport，indices为eu// 如果新加一个路由为super，那么就是和upport有匹配的部分u，将继续分列现在的upport节点for i, max := 0, len(n.indices); i < max; i++ {if c == n.indices[i] {parentFullPathIndex += len(n.path)i = n.incrementChildPrio(i)n = n.children[i]continue walk}}// 否则就插入if c != ':' && c != '*' {// []byte for proper unicode char conversion, see #65// 注意这里是直接拼接第一个字符到n.indicesn.indices += string([]byte{c})child := &node{maxParams: numParams,fullPath:  fullPath,}// 追加子节点n.children = append(n.children, child)n.incrementChildPrio(len(n.indices) - 1)n = child}n.insertChild(numParams, path, fullPath, handlers)return}// 已经注册过的节点if n.handlers != nil {panic("handlers are already registered for path '" + fullPath + "'")}n.handlers = handlersreturn}
}

整个路由树构造的详细过程：

（1）第一次注册路由，例如注册search
（2）继续注册一条没有公共前缀的路由，例如blog
（3）注册一条与先前注册的路由有公共前缀的路由，例如support

路由注册示例：

package mainimport ("github.com/gin-gonic/gin"
)func main() {r := gin.Default()// 注册静态路由r.GET("/hello", func(c *gin.Context) {c.String(200, "Hello, World!")})// 注册动态路由r.GET("/user/:id", func(c *gin.Context) {id := c.Param("id")c.String(200, "User ID: %s", id)})// 注册通配符路由r.GET("/static/*filepath", func(c *gin.Context) {filepath := c.Param("filepath")c.String(200, "Filepath: %s", filepath)})r.Run(":8080")
}

（4）r.Run()

路由匹配

路由匹配是根据请求路径在 Radix 树中查找对应节点并执行处理函数的过程。

核心代码：getValue

getValue 方法负责在 Radix 树中查找路径：
（1）Run()方法：

/ Run attaches the router to a http.Server and starts listening and serving HTTP requests.
// It is a shortcut for http.ListenAndServe(addr, router)
// Note: this method will block the calling goroutine indefinitely unless an error happens.
func (engine *Engine) Run(addr ...string) (err error) {defer func() { debugPrintError(err) }()if engine.isUnsafeTrustedProxies() {debugPrint("[WARNING] You trusted all proxies, this is NOT safe. We recommend you to set a value.\n" +"Please check https://pkg.go.dev/github.com/gin-gonic/gin#readme-don-t-trust-all-proxies for details.")}address := resolveAddress(addr)debugPrint("Listening and serving HTTP on %s\n", address)err = http.ListenAndServe(address, engine.Handler())return
}

（2）Handler()方法处理类：

func (engine *Engine) Handler() http.Handler {if !engine.UseH2C {return engine}h2s := &http2.Server{}return h2c.NewHandler(engine, h2s)
}

（3）http.Handler

type Handler interface {ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
}

（4）ServeHTTP实现：

// gin.go
func (engine *Engine) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {// 这里使用了对象池c := engine.pool.Get().(*Context)// 这里有一个细节就是Get对象后做初始化c.writermem.reset(w)c.Request = reqc.reset()engine.handleHTTPRequest(c)  // 我们要找的处理HTTP请求的函数engine.pool.Put(c)  // 处理完请求后将对象放回池子
}

（5）handleHTTPRequest方法

// gin.go
func (engine *Engine) handleHTTPRequest(c *Context) {// 根据请求方法找到对应的路由树t := engine.treesfor i, tl := 0, len(t); i < tl; i++ {if t[i].method != httpMethod {continue}root := t[i].root// 在路由树中根据path查找value := root.getValue(rPath, c.Params, unescape)if value.handlers != nil {c.handlers = value.handlersc.Params = value.paramsc.fullPath = value.fullPathc.Next()  // 执行函数链条c.writermem.WriteHeaderNow()return}c.handlers = engine.allNoRouteserveError(c, http.StatusNotFound, default404Body)
}

（6）getValue方法
路由匹配是由节点的 getValue方法实现的。getValue根据给定的路径(键)返回nodeValue值，保存注册的处理函数和匹配到的路径参数数据。
如果找不到任何处理函数，则会尝试TSR(尾随斜杠重定向)。

// tree.gotype nodeValue struct {handlers HandlersChainparams   Params  // []Paramtsr      boolfullPath string
}func (n *node) getValue(path string, po Params, unescape bool) (value nodeValue) {value.params = po
walk: // Outer loop for walking the treefor {prefix := n.pathif path == prefix {// 我们应该已经到达包含处理函数的节点。// 检查该节点是否注册有处理函数if value.handlers = n.handlers; value.handlers != nil {value.fullPath = n.fullPathreturn}if path == "/" && n.wildChild && n.nType != root {value.tsr = truereturn}// 没有找到处理函数 检查这个路径末尾+/ 是否存在注册函数indices := n.indicesfor i, max := 0, len(indices); i < max; i++ {if indices[i] == '/' {n = n.children[i]value.tsr = (len(n.path) == 1 && n.handlers != nil) ||(n.nType == catchAll && n.children[0].handlers != nil)return}}return}if len(path) > len(prefix) && path[:len(prefix)] == prefix {path = path[len(prefix):]// 如果该节点没有通配符(param或catchAll)子节点// 我们可以继续查找下一个子节点if !n.wildChild {c := path[0]indices := n.indicesfor i, max := 0, len(indices); i < max; i++ {if c == indices[i] {n = n.children[i] // 遍历树continue walk}}// 没找到// 如果存在一个相同的URL但没有末尾/的叶子节点// 我们可以建议重定向到那里value.tsr = path == "/" && n.handlers != nilreturn}// 根据节点类型处理通配符子节点n = n.children[0]switch n.nType {case param:// find param end (either '/' or path end)end := 0for end < len(path) && path[end] != '/' {end++}// 保存通配符的值if cap(value.params) < int(n.maxParams) {value.params = make(Params, 0, n.maxParams)}i := len(value.params)value.params = value.params[:i+1] // 在预先分配的容量内扩展slicevalue.params[i].Key = n.path[1:]val := path[:end]if unescape {var err errorif value.params[i].Value, err = url.QueryUnescape(val); err != nil {value.params[i].Value = val // fallback, in case of error}} else {value.params[i].Value = val}// 继续向下查询if end < len(path) {if len(n.children) > 0 {path = path[end:]n = n.children[0]continue walk}// ... but we can'tvalue.tsr = len(path) == end+1return}if value.handlers = n.handlers; value.handlers != nil {value.fullPath = n.fullPathreturn}if len(n.children) == 1 {// 没有找到处理函数. 检查此路径末尾加/的路由是否存在注册函数// 用于 TSR 推荐n = n.children[0]value.tsr = n.path == "/" && n.handlers != nil}returncase catchAll:// 保存通配符的值if cap(value.params) < int(n.maxParams) {value.params = make(Params, 0, n.maxParams)}i := len(value.params)value.params = value.params[:i+1] // 在预先分配的容量内扩展slicevalue.params[i].Key = n.path[2:]if unescape {var err errorif value.params[i].Value, err = url.QueryUnescape(path); err != nil {value.params[i].Value = path // fallback, in case of error}} else {value.params[i].Value = path}value.handlers = n.handlersvalue.fullPath = n.fullPathreturndefault:panic("invalid node type")}}// 找不到，如果存在一个在当前路径最后添加/的路由// 我们会建议重定向到那里value.tsr = (path == "/") ||(len(prefix) == len(path)+1 && prefix[len(path)] == '/' &&path == prefix[:len(prefix)-1] && n.handlers != nil)return}
}

Radix 树的路径匹配过程：

package mainimport ("fmt"
)type node struct {path     stringchildren []*nodehandlers func()
}func (n *node) addRoute(path string, handler func()) {child := &node{path: path, handlers: handler}n.children = append(n.children, child)
}func (n *node) getRoute(path string) func() {for _, child := range n.children {if child.path == path {return child.handlers}}return nil
}func main() {root := &node{}root.addRoute("/hello", func() {fmt.Println("Hello, World!")})handler := root.getRoute("/hello")if handler != nil {handler() // 输出：Hello, World!} else {fmt.Println("Route not found!")}
}

总结

1. 创建路由表：
   • 每种 HTTP 方法有独立的 Radix 树。
   • 路由通过 addRoute 插入到对应的树中。
2. 处理 HTTP 请求：
   • Gin 的入口是 Engine 的 ServeHTTP 方法。
   • 根据请求方法和路径查找路由节点：
     • 如果找到，执行绑定的处理函数。
     • 如果未找到，执行 404 处理函数。
3. 分发请求：
   • 匹配成功的路由节点的处理函数会被依次执行，支持中间件链。

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