字节微服务HTTP框架Hertz使用与源码分析

一、前言

Hertz[həːts] 是一个 Golang 微服务 HTTP 框架，在设计之初参考了其他开源框架 fasthttp、gin、echo 的优势， 并结合字节跳动内部的需求，使其具有高易用性、高性能、高扩展性等特点，目前在字节跳动内部已广泛使用。 如今越来越多的微服务选择使用 Golang，如果对微服务性能有要求，又希望框架能够充分满足内部的可定制化需求，Hertz 会是一个不错的选择。

对于源码该如何阅读，本身就值得思考。这篇文章我将以第一次阅读Hertz源码的视角，分享自己的思考过程，也借此梳理一下自己阅读源码的方法论。

接下来需要你对应打开Hertz的官方文档，以及在本地克隆Hertz的代码仓库，我们开始吧。

二、架构设计

这是一张Hertz官方文档的架构设计图，图中的一个个组件对应hertz源码包内的一个个package文件夹，实现了对应的功能，如下：

三、快速开始

接下来按照文档的指示，通过hertz的命令行工具初始化一个最简单的hertz项目，先观其形，再会其意。

# 安装hertz的命令行工具，用于生成hertz初始代码
go install github.com/cloudwego/hertz/cmd/hz@latest
# 通过hz工具生成代码，如果创建的项目不在GOPATH/src路径下，则需要额外声明-module参数
hz new -module hertz-study

此时按照文档指示，对项目进行编译运行可以访问这个HTTP服务了，它默认实现了一个/ping接口。

curl http://127.0.0.1:8888/ping
# 响应
{"message":"pong"}% 

四、源码解析

server概览

首先看一下main.go函数，这是hertz服务的启动入口，大概可以猜测内容是：1. 初始化了一个默认的hz服务；2. 完成了一些注册工作；3. 启动hz服务（HTTP服务）。

func main() {
   h := server.Default()
​
   register(h)
   h.Spin()
}

接口服务，它所声明的IP和Port并未由你手动指定，并且/ping接口也不是你编写的，或许是这个server.Default()的作用。

反之我如果需要指定HTTP服务启动的各种定制化的配置，是否是给这个server.Default()传参数？又或者是换一个创建h的方法？

Default()

// Default creates a hertz instance with default middlewares.
func Default(opts ...config.Option) *Hertz {
   h := New(opts...)
   h.Use(recovery.Recovery())
​
   return h
}

查看Default()方法，发现确实可以传入参数（猜测就是可以自定义配置的内容），然后我们进一步分析New方法的内容，它接受了一个不定长度的Option数组为参。

// Option is the only struct that can be used to set Options.
type Option struct {
  F func(o *Options)
}
​
// New creates a hertz instance without any default config.
func New(opts ...config.Option) *Hertz {
  options := config.NewOptions(opts)
  h := &Hertz{
    Engine: route.NewEngine(options),
  }
  return h
}

接着我们再进入config.NewOptions方法观察这个Option切片将如何把我们自定义的内容应用到Hertz服务的初始化上去。

func NewOptions(opts []Option) *Options {
   options := &Options{
      KeepAliveTimeout: defaultKeepAliveTimeout,
      ReadTimeout: defaultReadTimeout,
      IdleTimeout: defaultReadTimeout,
      RedirectTrailingSlash: true,
      RedirectFixedPath: false,
      HandleMethodNotAllowed: false,
      UseRawPath: false,
      RemoveExtraSlash: false,
      UnescapePathValues: true,
      DisablePreParseMultipartForm: false,
      Network: defaultNetwork,
      Addr: defaultAddr,
      MaxRequestBodySize: defaultMaxRequestBodySize,
      MaxKeepBodySize: defaultMaxRequestBodySize,
      GetOnly: false,
      DisableKeepalive: false,
      StreamRequestBody: false,
      NoDefaultServerHeader: false,
      ExitWaitTimeout: defaultWaitExitTimeout,
      TLS: nil,
      ReadBufferSize: defaultReadBufferSize,
      ALPN: false,
      H2C: false,
      Tracers: []interface{}{},
      TraceLevel: new(interface{}),
      Registry: registry.NoopRegistry,
   }
   // 将自定义配置应用上去的方法
   options.Apply(opts)
   return options
}
​
func (o *Options) Apply(opts []Option) {
  for _, op := range opts {
    op.F(o)
  }
}

通过观察config.NewOptions源码，它首先初始化了一个Options结构，这个结构存放了Hertz服务的各种初始化信息，此时的Options的各个属性都是默认固定的，直到调用了options.Apply(opts)方法，将自定义的配置应用上去。

并且应用上去的方式很特别，它将这个默认创建的Options结构的指针作为参数传递给每一个你声明的Option的F方法，通过F方法的调用去为Options结构赋值，因为是指针，自然能将所有的赋值应用到同一个Options上去。

而具体的Option的F方法如何定义，则可以灵活实现，这也是Hertz拥有良好扩展性的原因之一。

// Default creates a hertz instance with default middlewares.
func Default(opts ...config.Option) *Hertz {
  // h是*Hertz类型，是框架的核心结构
   h := New(opts...)
   h.Use(recovery.Recovery())
​
   return h
}

此时注意到还有一个h.Use(recovery.Recovery())方法，写法很像是gin框架的中间件使用方式。

// Recovery returns a middleware that recovers from any panic and writes a 500 if there was one.
func Recovery() app.HandlerFunc {
   return func(c context.Context, ctx *app.RequestContext) {
      defer func() {
         if err := recover(); err != nil {
            stack := stack(3)
​
            hlog.CtxErrorf(c, "[Recovery] %s panic recovered:/n%s/n%s/n",
               timeFormat(time.Now()), err, stack)
            ctx.AbortWithStatus(consts.StatusInternalServerError)
         }
      }()
      ctx.Next(c)
   }
}

通过阅读注释确实发现这是个中间件，用于从panic中recover。

register()

func main() {
   h := server.Default()
​
   register(h)
   h.Spin()
}

回到最初的main方法中，经过分析我们知道了Default方法大致完成了默认（自定义）Hertz结构的声明，下面看一下register函数的内容

// register registers all routers.
func register(r *server.Hertz) {
​
   router.GeneratedRegister(r)
​
   customizedRegister(r)
}
​
// GeneratedRegister registers routers generated by IDL.
func GeneratedRegister(r *server.Hertz) {
  //INSERT_POINT: DO NOT DELETE THIS LINE!
}
​
// customizeRegister registers customize routers.
func customizedRegister(r *server.Hertz) {
  r.GET("/ping", handler.Ping)
​
  // your code ...
}

register(h)的工作是路由注册（也就是接口的声明），内部完成了两种类型的注册，GeneratedRegister()的注释指出这部分路由是由IDL生成的，关于IDL先卖个关子，你只要知道IDL描述了接口交互的结构。

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