从 HTTP 角度看 Go 如何实现文件提交

早前写过一篇文章，Go HTTP 请求 QuickStart。当时，主要参考 Python 的 requests 大纲介绍 Go 的 net/http 如何发起 HTTP 请求。

最近，尝试录成它的视频，访问地址。发现当时虽然写得比较详细，但也只是介绍用法，可能不知其所以然。比如文件上传那部分，如果不了解 http 文件上传协议 RFC 1867，就很难搞懂为什么代码这么写。

今天，就以这个话题为基础，介绍下 Go 如何实现文件上传。

简介

简单来说，HTTP 上传文件可以分三个步骤，分别是组织请求体，设置 Content-Type 和发送 Post 请求。POST 请求就不用介绍了，主要关注请求体和请求体内容类型。

请求体，即 request body，常用于 POST 请求上。请求体并非 POST 特有，GET 也支持，只不过约定俗成的规定，服务端一般会忽略 GET 的请求体。

Content-Type 是什么？

因为，请求体的格式并不固定，可能性很多，为了明确请求体内容类型，HTTP 定义了一个请求头 Content-Type。

常见的 Content-Type 选项有 application/x-www-form-urlencoded（默认的表单提交）、application/json（json）、text/xml（xml 格式）、text/plain（纯文本）、application/octet-stream（二进制流）等。

提交表单

文件上传可以理解为是提交表单的特例，先通过表单提交这个简单的例子介绍下整个流程。

如下是表单提交的 HTTP 请求报文。

POST http://httpbin.org/post HTTP/1.1
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

username=poloxue&password=123456

Content-Type 是 application/x-www-form-urlencoded，数据通过 urlencoded 方式组织。

先用 html 的 form 表单实现。如下：

<form method="post">
    <input type="text" name="username">
    <input type="password" name="password">
    <input type="submit">
</form>

通过 Post 提交 form 表单，Content-Type 默认是 application/x-www-form-urlencoded。

Go 的实现代码：

data := make(url.Values)
data.Set("username", "poloxue")
data.Set("password", "123456")

// 按 urlencoded 组织数据
body, _ := data.Encode()

// 创建请求并设置内容类型
request, _ := http.NewRequest(
    http.MethodPost,
    "http://httpbin.org/post",
    bytes.NewReader(body),
)

request.Header.Set(
    "content-type",
    "application/x-www-form-urlencoded",
)

http.DefaultClient.Do(request)

回想下前面说的三个步骤，组织请求体数据、设置 Content-Type 和发送 POST 请求。

Go 的 net/htp 包还提供了一个更简洁的写法，http.Post。

http.Post(
    "http://httpbin.org/post",
    "application/x-www-form-urlencoded",
    bytes.NewReader(body),
)

上传文件 RFC 1867

文件上传的需求很常见，但默认的 form 表单提交方式并不支持。

如果是单文件上传，通过 body 二进制流就可以实现。但如果是一些更复杂的场景，如上传多文件，则需要自定义上传协议，而且客户端和服务端都要提供相应的支持。

文件上传这种常见需求，如果有一套标准岂不更好。为了解决这个问题，RFC 1867 就诞生了，它主要内容有：

• input 标签的类型增加一个 file 选项；
• form 表单的 enctype 增加 multipart/form-data 选项；

如下是一个支持文件提交的 form 表单。

<form
    action="http://httpbin.org/post"
    method="post"
    enctype="multipart/form-data"
>
  <input type="text" name="words"/>
  <input type="file" name="uploadfile1">
  <input type="file" name="uploadfile2">
  <input type="submit">
</form>

提交表单后，将会看到请求的内容大致形式，如下：

POST http://httpbin.org/post HTTP/1.1
Content-Type: multipart/form-data; boundary=285fa365bd76e6378f91f09f4eae20877246bbba4d31370d3c87b752d350

multipart/form-data; boundary=285fa365bd76e6378f91f09f4eae20877246bbba4d31370d3c87b752d350
--285fa365bd76e6378f91f09f4eae20877246bbba4d31370d3c87b752d350
Content-Disposition: form-data; name="uploadFile1"; filename="uploadfile1.txt"
Content-Type: application/octet-stream

upload file1
--285fa365bd76e6378f91f09f4eae20877246bbba4d31370d3c87b752d350
Content-Disposition: form-data; name="uploadFile1"; filename="uploadfile2.txt"
Content-Type: application/octet-stream

upload file2
--285fa365bd76e6378f91f09f4eae20877246bbba4d31370d3c87b752d350
Content-Disposition: form-data; name="words"

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--285fa365bd76e6378f91f09f4eae20877246bbba4d31370d3c87b752d350--

注：如果使用 chrome 浏览器的开发者工具，为了性能考虑，无法看到看到这部分内容。而且，如果提交的是二进制流，只是一串乱码，也没什么可看的。

Content-Type 除了 multipart/form-data，还另外多了 boundary=xxx 的内容。boundary是边界的意思，相当于 application/x-www-form-urlencoded 方式中的 &，用于分隔不同 input 字段。boundary 之所以这么复杂，因为，一般的文本内容使用了 & 就能分离，但如果是文件流，& 可能和内容冲突，对边界的唯一性要求更高。

multipart/form-data 内容的详细格式就不介绍了。继续说如何用 Go 实现这个功能。

Go 实现代码

如何使用 Go 实现文件上传？

主体逻辑依然是组织数据、设置 Content-Type 和发送请求这三步。但现在请求体数据复杂了很多，相对 form 表单 urlencoded，组织起来比较耗时。

Go 的简洁性这时就体现出来了，因为，标准库 mime/multipart 已经提供了非常好用的方法，无需自己手动组织。

假设，现在要实现前面 form 表单的功能，即提交两个文件，uploadfile1、uploadfile2，和一个字段 words。

首先，创建一个用于保存数据的 byte.Buffer 类型的变量，body，在它之上创建一个 multipart.Writer，用这个 writer 组织将要提交的数据。代码如下：

bodyBuf := &bytes.Buffer{}
writer := multipart.NewWriter(payloadBuf)

先组织文件内容，两个文件的组织逻辑相同，就以 uploadfile1 为例进行介绍。在 writer 之上创建一个 fileWriter，用于写入文件 uploadFile1 的内容，

fileWriter, err := writer.CreateFormFile("uploadFile1", filename)

打开要上传的文件，uploadfile1，将文件内容拷贝到 fileWriter中，如下：

f, err := os.Open("uploadfile1")
    ...
io.Copy(fileWriter, f)

添加字段就非常简单了，假设设置 words 为 123，代码如下：

writer.WriteField("words", "123")

完成所有内容设置后，一定要记得关闭 Writer，否则，请求体会缺少结束边界。

writer.Close()

完成了数据的组织。

接下来，只要将数据设置到 http.Post 就好了。

r, err := http.Post(
    "http://httpbin.org/post",
    writer.FormDataContentType(),
    body,
)

完成了支持文件上传的表单提交。

总结

本篇文章主要介绍了如何使用 Go 实现文件上传，本质上是组织提交文件的请求体。而为了能清晰地了解请求体的组织过程，就必须清楚相关的 HTTP 协议，rfc 1867。