「Go框架」使用gin实现http的分块传输及原理分析

Go学堂

发布于 2023-08-28 14:47:18

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发布于 2023-08-28 14:47:18

文章被收录于专栏：Go工具箱

大家好，我是渔夫子。

今天，跟大家聊聊gin框架中是如何实现分片输出的。主要分以下4点：

分片输出的效果图
gin实现分片传输代码
http分片传输的基础：transfer-encoding
gin实现分片传输原理

效果图

首先看下分片输出的效果图：

gin分片传输实现代码

上面的效果图中，网页中的内容不断的输出。在gin中是主要是利用了Flush函数实现的。如下代码：

package main

import (
 "fmt"
 "net/http"
 "time"

 "github.com/gin-gonic/gin"
)

func main() {
 r := gin.Default()
 r.GET("/test_stream", func(c *gin.Context) {
  w := c.Writer
  header := w.Header()
  header.Set("Content-Type", "text/html")
  w.WriteHeader(http.StatusOK)
  w.Write([]byte(`
   <html>
     <body>
  `))
  w.(http.Flusher).Flush()

        // 这里对每次循环输出都进行Flush刷新输出
  for i := 0; i < 10; i++ {
   w.Write([]byte(fmt.Sprintf(`
    <h3>%d</h3>
   `, i)))
   //w.Flush()
   w.(http.Flusher).Flush()
   time.Sleep(time.Duration(1)*time.Second)
  }
        
  w.Write([]byte(`
   
     </body>
   </html>
  `))
  w.(http.Flusher).Flush()
 })

 r.Run("127.0.0.1:8080")
}

这里主要就是利用了第22行中的w.(http.Flusher).Flush()。这里的Flush本质上就是将Write的内容立即输出到客户端的意思。

那么，为什么通过Flush就能实现上述效果呢？

分块传输的基础：http的 transfer-encoding:chunked 协议

分块传输的基础就是http中的transfer-encoding:chunked协议。在http响应报文中用头字段“Transfer-Encoding: chunked”，表示响应中的body不是一次性发送完毕，而是分成了许多的块（chunk）逐个发送，直到发送完毕。

分块传输的编码规则如下：1）每个分块包含两个部分，<长度头>和&<数据块> 2) <长度头>是以 CRLF（回车换行，即\r\n）结尾的一行明文，用 16 进制数字表示长度 3) <数据块>紧跟在<长度头>后，最后也用 CRLF 结尾，但数据不包含 CRLF 4）最后用一个长度为 0 的块表示数据传输结束，即“0\r\n\r\n”。

image.png

为什么通过Flush函数就能实现分块传输

到了本篇的核心部分了，为什么在gin中通过Flush函数就能实现分块传输了呢？首先，在gin框架中正常的输出是通过Context.Writer.Write函数进行输出的。而Writer是net/http包中的response对象，该response对象包含了本次http的连接对象conn。以下是从Context.Writer对象到conn对象的一个层级关系，如下：

Context.Writer对象指向了response对象，response对象中包含一个缓冲的Writer对象w，w的底层输出对象时chunkWriter对象cw，cw又指向了本次的http连接对象response.conn。

那么，基于这个层级结构，Context.Writer.Write的写入过程如下：

我们简化一些，就是Context.Writer.Write先将内容写入到缓冲区w中，然后等本次请求逻辑处理完毕，再调用缓存区w的Flush功能，将缓冲区w中的内容写入到cw中，然后调用cw的flush功能，这时就写入了http的响应头Content-Length为写入数据的长度，并且将内容通过conn.bufw.flush输出给客户端。

简化一下gin的输出过程：内容先写入到缓冲区，最后将缓冲区的内容一次性全部输出给客户端。

划重点，Content-Length头部的输出是和分块传输的主要区别。

接下来再看分块输出。

其实现的思想就是通过http的Transfer-Encoding: chunked头告诉客户端，服务端的内容要分块传输了。然后服务端就将内容先写入缓冲区，然后立即使用Flush函数将缓冲区的内容输出到客户端。这就是一个块的输出。然后依次循环写入，Flush刷新输出这个过程。

下图是gin中分块传输的流程图：

在分块输出的时候，在response.cw.flush阶段，可以判定到该请求还未处理完毕（在net/http包中，本次请求处理完毕才会调用一个finishRequest的函数以标识本次请求处理完毕），所以会自动写入一个http的头信息: Transfer-Encoding: chunked。当客户端收到该响应时，检测到header中的chunked，就表示本次响应还未结束，会继续接收后续的响应内容。

简化一下gin的分块传输流程如下：