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▶ 全セルを順に実行 各コードセルの「▶ このセルまで実行」で、そのセルまでを順に実行できます。HTML表・グラフ・DBは元ページを参照してください。

03.3 net/http でWebサーバーを作る — ServeMux とハンドラ

03.2 では「HTTPというプロトコルの解剖」を、既にあるサーバーへのリクエストを通して見ました。 このレッスンでは、自分でサーバーを作る側に回ります。

Go の標準ライブラリ net/http だけで、外部フレームワークなしに Web サーバーを組み立てられます。

このレッスンのゴール:

• http.NewServeMux() で「パス・メソッドごとにハンドラを振り分けるルーター」を作れる
• ハンドラ関数の基本形（func(w http.ResponseWriter, r *http.Request)）を書ける
• httptest.NewServer で、実際にポートへ接続して本物の HTTP リクエスト・レスポンスを確認できる
• フォームデータ（url.Values）をサーバー側で受け取れる

1. ServeMux — パスとメソッドで振り分ける「案内係」

http.ServeMux は、リクエストのパス（と、Go 1.22 以降はメソッドも）を見て、 どのハンドラ関数を呼ぶかを決める「ルーター」です。

mux := http.NewServeMux()
mux.HandleFunc("GET /hello", helloHandler)

ハンドラ関数は、常に次の形をしています。

func handlerName(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // r からリクエストの情報を読み、w にレスポンスを書く
}

• w http.ResponseWriter — レスポンス（ステータスコード・ヘッダー・ボディ）を書き込む先
• r *http.Request — リクエスト（メソッド・パス・ヘッダー・ボディ）を読み取る元

2. 非自明ポイント1: "GET /hello" という書き方（Go 1.22 以降の拡張ルーティング）

以前の Go では mux.HandleFunc("/hello", handler) のようにパスだけしか指定できませんでした。 Go 1.22 以降は、パターンの先頭に HTTP メソッドを書けるようになりました。

• "GET /hello" — GET メソッドかつパスが /hello の時だけこのハンドラが呼ばれる
• "GET /users/{id}" — {id} はパス変数。ハンドラの中で r.PathValue("id") として取り出せる
• メソッドを省略した "/hello" は、どのメソッドでも一致する（旧来の挙動）

これにより、「同じパスでもメソッドが違えば別の処理」を、if 文で分岐せずルーターだけで表現できます。

3. 非自明ポイント2: サーバーを起動する2つの方法、GoNB で使えるのは片方だけ

net/http でサーバーを起動する定番は http.ListenAndServe(":8080", mux) ですが、 この関数はサーバーが止まるまで戻ってきません（ブロックする）。 GoNB のセルは「実行して結果を待つ」ため、ListenAndServe を直書きするとセルが永遠に終わりません。

代わりに、テスト・実験用に作られた httptest.NewServer(mux) を使います。

• 空いている OS のポートを自動で選んで、すぐにサーバーを起動して戻ってくる（ブロックしない）
• srv.URL に "http://127.0.0.1:PORT" のようなベース URL が入る
• 使い終わったら defer srv.Close() で必ず後片付けする（ポートを解放し、内部の goroutine を止める）

サーバーの起動・リクエスト送信・Close() は、1つのセルの中で完結させます （*http.Server をセルをまたいで生きたまま持ち越さない）。

▶ セル1〜1 を実行

import (
	"errors"
	"fmt"
	"io"
	"net/http"
	"net/http/httptest"
	"net/url"
	"strconv"
	"strings"

	"github.com/janpfeifer/gonb/gonbui"
)

// ErrUnanswered は、練習問題が未回答のときにプレースホルダ関数が返す特別なエラー。
var ErrUnanswered = errors.New("未回答: この関数はまだ実装されていません")

// UnansweredStr は、string を返す練習問題が未回答のときのプレースホルダ文字列。
const UnansweredStr = "UNANSWERED"

// newCourseMux は、このレッスンで使う3つのハンドラを登録したルーターを返す。
func newCourseMux() *http.ServeMux {
	mux := http.NewServeMux()

	// GET /hello: パス変数なし。固定のあいさつを返す。
	mux.HandleFunc("GET /hello", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		w.WriteHeader(http.StatusOK)
		fmt.Fprintln(w, "Hello, GoNB!")
	})

	// GET /users/{id}: パス変数 {id} を r.PathValue で取り出す。
	mux.HandleFunc("GET /users/{id}", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		id := r.PathValue("id")
		w.WriteHeader(http.StatusOK)
		fmt.Fprintf(w, "user id = %s\n", id)
	})

	// POST /form: フォームデータをサーバー側で受け取る。
	// r.ParseForm() を呼ぶと、application/x-www-form-urlencoded のボディが
	// r.PostForm（url.Values 型 = map[string][]string の薄いラッパー）に格納される。
	mux.HandleFunc("POST /form", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		if err := r.ParseForm(); err != nil {
			w.WriteHeader(http.StatusBadRequest)
			fmt.Fprintln(w, "invalid form")
			return
		}
		values := r.PostForm // url.Values
		name := values.Get("name")
		age := values.Get("age")
		w.WriteHeader(http.StatusOK)
		fmt.Fprintf(w, "name=%s age=%s\n", name, age)
	})

	return mux
}

ここがポイント

• newCourseMux は3本のルートを登録するだけの宣言です。まだサーバーは起動していません
• POST /form は url.Values（r.PostForm）を直接読んでいます。HTML の <form> 画面は作りません — ここで見るのは「サーバーがフォームデータをどう受け取るか」だけです
• /hello は GET 専用、/users/{id} も GET 専用、/form は POST 専用として登録しています。 同じパスに別メソッドでアクセスするとどうなるかは、次の実行結果で確認します

4. 実際に動かしてみる — 本物の HTTP リクエストを送る

サーバーを起動し、5種類のリクエストを送ります。サーバーの起動・リクエスト送信・Close() を 1つのセルにまとめるのがポイントです（非自明ポイント2。GoNB は %% 以降を1つの独立した実行として 扱うため、グローバル変数への書き込みも 同じセルの中で読み書きまで完結させる必要があります）。

結果を格納する型・ヘルパー関数・HTML表を組み立てる関数を先に宣言します。

▶ セル1〜2 を実行

// reqResult は1回のリクエストの結果（ラベル・ステータス・ボディ）を保持する。
type reqResult struct {
	label  string
	status int
	body   string
}

// results は、送信した全リクエストの結果を溜めていくグローバルなスライス。
var results []reqResult

// doGet は GET リクエストを送り、結果を results に追加する。
func doGet(baseURL, label, path string) {
	resp, err := http.Get(baseURL + path)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer resp.Body.Close()
	b, _ := io.ReadAll(resp.Body)
	results = append(results, reqResult{label, resp.StatusCode, strings.TrimSpace(string(b))})
}

// doPostForm は application/x-www-form-urlencoded な POST リクエストを送り、結果を results に追加する。
func doPostForm(baseURL, label, path string, values url.Values) {
	resp, err := http.PostForm(baseURL+path, values)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer resp.Body.Close()
	b, _ := io.ReadAll(resp.Body)
	results = append(results, reqResult{label, resp.StatusCode, strings.TrimSpace(string(b))})
}

// resultsTable は results を HTML表に整形する（構造・一覧の可視化）。
func resultsTable() string {
	var b strings.Builder
	b.WriteString(`<table border="1" cellpadding="4" style="border-collapse:collapse">
<tr><th>リクエスト</th><th>ステータス</th><th>レスポンスボディ</th></tr>`)
	for _, r := range results {
		b.WriteString(fmt.Sprintf("<tr><td>%s</td><td>%d</td><td>%s</td></tr>", r.label, r.status, r.body))
	}
	b.WriteString(`</table>`)
	return b.String()
}

▶ セル1〜3 を実行

%%
srv := httptest.NewServer(newCourseMux())
defer srv.Close()

doGet(srv.URL, "GET /hello", "/hello")
doGet(srv.URL, "GET /users/42", "/users/42")
doPostForm(srv.URL, "POST /form (name=Taro, age=30)", "/form", url.Values{"name": {"Taro"}, "age": {"30"}})
doGet(srv.URL, "GET /nope（未登録のパス）", "/nope")
doGet(srv.URL, "GET → 本来 POST 専用の /form（メソッド不一致）", "/form")

for _, r := range results {
	fmt.Printf("%-40s -> %3d %s\n", r.label, r.status, r.body)
}

// 可視化: 同じセルの中で HTML表として表示する（観察点: パス・メソッドごとにハンドラが振り分けられる）。
gonbui.DisplayHTML(resultsTable())
gonbui.Sync()

GET /hello                               -> 200 Hello, GoNB!
GET /users/42                            -> 200 user id = 42
POST /form (name=Taro, age=30)           -> 200 name=Taro age=30
GET /nope（未登録のパス）                        -> 404 404 page not found
GET → 本来 POST 専用の /form（メソッド不一致）         -> 405 Method Not Allowed

リクエスト	ステータス	レスポンスボディ
GET /hello	200	Hello, GoNB!
GET /users/42	200	user id = 42
POST /form (name=Taro, age=30)	200	name=Taro age=30
GET /nope（未登録のパス）	404	404 page not found
GET → 本来 POST 専用の /form（メソッド不一致）	405	Method Not Allowed

5. 可視化を読む

表を読んでください:

• GET /hello と GET /users/42 は、それぞれ別のハンドラが呼ばれ、別のボディを返しています （newCourseMux の中でパスごとにハンドラを登録したからです）
• GET /nope はどのパターンにも一致しないため、ルーターが自動的に 404 を返します （自分で NotFound ハンドラを書いていないのに、です）
• GET /form は パスは登録されているが、メソッドが違うため 405（Method Not Allowed）になります。 404（パスが無い）と 405（パスはあるがメソッドが違う）は別の意味を持つエラーです

6. 直感・類推: デパートの案内カウンター

http.ServeMux は、デパートの案内カウンターのようなものです。

• お客さん（リクエスト）が「◯階の△△売り場に行きたい（パス）、購入したい（メソッド）」と伝える
• 案内係（ServeMux）は、その組み合わせに合う担当者（ハンドラ）を呼んで案内する
• 「そんな売り場は存在しません」→ 404（パスそのものが登録されていない）
• 「その売り場はありますが、返品はここでは受け付けていません（購入だけ）」→ 405 （パスは存在するが、その操作＝メソッドには対応していない）

案内係は「どの売り場に何があるか」だけを知っていればよく、各売り場の中身（ハンドラの実装）を 知る必要がありません。これが ServeMux にルーティングを任せる利点です — ハンドラを追加・変更しても、 ルーターの構造自体は変わりません。

練習問題 3.3: statusEcho — パス変数からレスポンスを組み立てよう

次の関数を実装してください。

// statusEcho は、パス変数 codeStr（例: "201"）を受け取り、
// (実際に使うステータスコード, レスポンスボディ) を返す。
func statusEcho(codeStr string) (int, string)

仕様:

• codeStr を整数に変換できたら、(その整数, "status=<codeStr>\n") を返す
  • 例: statusEcho("201") → (201, "status=201\n")
• 整数に変換できなければ、(400, "invalid code\n") を返す
  • 例: statusEcho("abc") → (400, "invalid code\n")

ヒント: strconv.Atoi(codeStr) で文字列を整数に変換できます（失敗すると error が返ります）。 この関数自体は http.ResponseWriter を直接触りません — チェックセルが、この関数を GET /status/{code} ハンドラに組み込んで、実際の HTTP リクエストとしても確認します。

▶ セル1〜4 を実行

// YOUR CODE HERE
// strconv.Atoi(codeStr) を使って statusEcho を実装してください。
// （未実装のままチェックセルを実行すると「未回答」と表示されます）
func statusEcho(codeStr string) (int, string) {
	return 0, UnansweredStr
}

チェックのためのヘルパー

▶ セル1〜5 を実行

import "reflect"
import "fmt"

func mustEqual(got, want any, name string) {
	if reflect.DeepEqual(got, want) {
		fmt.Printf("✅ Passed: %s\n", name)
		return
	}
	panic(fmt.Sprintf("❌ %s\n  got  = %v (%T)\n  want = %v (%T)", name, got, got, want, want))
}

▶ セル1〜6 を実行

%%
status1, body1 := statusEcho("201")
if body1 == UnansweredStr {
	fmt.Println("⚠️ 未回答: 練習問題を解いてから、このセルを再度実行してください")
} else {
	mustEqual(status1, 201, `statusEcho("201") のステータス`)
	mustEqual(body1, "status=201\n", `statusEcho("201") のボディ`)

	status2, body2 := statusEcho("abc")
	mustEqual(status2, 400, `statusEcho("abc") は 400`)
	mustEqual(body2, "invalid code\n", `statusEcho("abc") のボディ`)

	// 実際に ServeMux + httptest.NewServer に組み込み、本物の HTTP レスポンスとしても確認する。
	checkMux := http.NewServeMux()
	checkMux.HandleFunc("GET /status/{code}", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		status, body := statusEcho(r.PathValue("code"))
		w.WriteHeader(status)
		fmt.Fprint(w, body)
	})
	checkSrv := httptest.NewServer(checkMux)
	defer checkSrv.Close()

	resp, err := http.Get(checkSrv.URL + "/status/201")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer resp.Body.Close()
	b, _ := io.ReadAll(resp.Body)
	mustEqual(resp.StatusCode, 201, "実際の HTTP レスポンスのステータスも 201")
	mustEqual(strings.TrimSpace(string(b)), "status=201", "実際の HTTP レスポンスのボディも一致")

	fmt.Println("🎉 すべてのチェックが通りました")
}

⚠️ 未回答: 練習問題を解いてから、このセルを再度実行してください

まとめ

• http.NewServeMux() + "METHOD /path" パターンで、パス・メソッドごとにハンドラを振り分けられる
• {id} のようなパス変数は r.PathValue("id") で取り出せる
• httptest.NewServer はブロックしないテスト用サーバー。1セル完結で起動・リクエスト・Close() を行う
• フォームは r.ParseForm() → r.PostForm（url.Values）で受け取る
• パスが無ければ 404、パスはあるがメソッドが違えば 405 — ルーターが自動で判断する

答え合わせは 03.3-http-server-solutions.ipynb で行ってください。 次は 03.4 で「RPC（遠隔手続き呼び出し）」を学びます。