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Go语言WEB框架(Gin)详解

在 Go语言开发的 Web 框架中,有两款著名 Web 框架分别是 Martini 和 Gin,两款 Web 框架相比较的话,Gin 自己说它比 Martini 要强很多。

Gin 是 Go语言写的一个 web 框架,它具有运行速度快,分组的路由器,良好的崩溃捕获和错误处理,非常好的支持中间件和 json。总之在 Go语言开发领域是一款值得好好研究的 Web 框架,开源网址:https://github.com/gin-gonic/gin

首先下载安装 gin 包:

go get -u github.com/gin-gonic/gin

一个简单的例子:
package main

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

func main() {
    //Default返回一个默认的路由引擎
    r := gin.Default()
    r.GET("/ping", func(c *gin.Context) {
        //输出json结果给调用方
        c.JSON(200, gin.H{
            "message": "pong",
        })
    })
    r.Run() // listen and serve on 0.0.0.0:8080
}
编译运行程序,打开浏览器,访问http://localhost:8080/ping页面显示:

{"message":"pong"}

gin 的功能不只是简单输出 Json 数据。它是一个轻量级的 WEB 框架,支持 RestFull 风格 API,支持 GET,POST,PUT,PATCH,DELETE,OPTIONS 等 http 方法,支持文件上传,分组路由,Multipart/Urlencoded FORM,以及支持 JsonP,参数处理等等功能,这些都和 WEB 紧密相关,通过提供这些功能,使开发人员更方便地处理 WEB 业务。

Gin 实际应用

接下来使用 Gin 作为框架来搭建一个拥有静态资源站点,动态 WEB 站点,以及 RESTFull API 接口站点(可专门作为手机 APP 应用提供服务使用)组成的,亦可根据情况分拆这套系统,每种功能独立出来单独提供服务。

下面按照一套系统但采用分站点来说明,首先是整个系统的目录结构,website 目录下面 static 是资源类文件,为静态资源站点专用;photo 目录是 UGC 上传图片目录,tpl 是动态站点的模板。

当然这个目录结构是一种约定,可以根据情况来修改。整个项目已经开源,可以访问来详细了解:https://github.com/ffhelicopter/tmm具体每个站点的功能怎么实现呢?请看下面有关每个功能的讲述:

静态资源站点

一般网站开发中,我们会考虑把 js,css,以及资源图片放在一起,作为静态站点部署在 CDN,提升响应速度。采用 Gin 实现起来非常简单,当然也可以使用 net/http 包轻松实现,但使用 Gin 会更方便。

不管怎么样,使用 Go 开发,我们可以不用花太多时间在 WEB 服务环境搭建上,程序启动就直接可以提供 WEB 服务了。
package main

import (
    "net/http"
    "github.com/gin-gonic/gin"
)

func main() {
    router := gin.Default()

    // 静态资源加载,本例为css,js以及资源图片
    router.StaticFS("/public", http.Dir("D:/goproject/src/github.com/ffhelicopter/tmm/website/static"))
    router.StaticFile("/favicon.ico", "./resources/favicon.ico")

    // Listen and serve on 0.0.0.0:80
    router.Run(":80")
}
首先需要是生成一个 Engine,这是 gin 的核心,默认带有 Logger 和 Recovery 两个中间件。

router := gin.Default()

StaticFile 是加载单个文件,而 StaticFS 是加载一个完整的目录资源:

func (group *RouterGroup) StaticFile(relativePath, filepath string) IRoutes
func (group *RouterGroup) StaticFS(relativePath string, fs http.FileSystem) IRoutes

这些目录下资源是可以随时更新,而不用重新启动程序。现在编译运行程序,静态站点就可以正常访问了。

访问http://localhost/public/images/logo.jpg图片加载正常。每次请求响应都会在服务端有日志产生,包括响应时间,加载资源名称,响应状态值等等。

动态站点

如果需要动态交互的功能,比如发一段文字+图片上传。由于这些功能出来前端页面外,还需要服务端程序一起来实现,而且迭代需要经常需要修改代码和模板,所以把这些统一放在一个大目录下,姑且称动态站点。

tpl 是动态站点所有模板的根目录,这些模板可调用静态资源站点的 css,图片等;photo 是图片上传后存放的目录。
package main

import (
    "context"
    "log"
    "net/http"
    "os"
    "os/signal"
    "time"

    "github.com/ffhelicopter/tmm/handler"

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

func main() {
    router := gin.Default()

    // 静态资源加载,本例为css,js以及资源图片
    router.StaticFS("/public", http.Dir("D:/goproject/src/github.com/ffhelicopter/tmm/website/static"))
    router.StaticFile("/favicon.ico", "./resources/favicon.ico")

    // 导入所有模板,多级目录结构需要这样写
    router.LoadHTMLGlob("website/tpl/*/*")

    // website分组
    v := router.Group("/")
    {

        v.GET("/index.html", handler.IndexHandler)
        v.GET("/add.html", handler.AddHandler)
        v.POST("/postme.html", handler.PostmeHandler)
    }

    // router.Run(":80")
    // 这样写就可以了,下面所有代码(go1.8+)是为了优雅处理重启等动作。
    srv := &http.Server{
        Addr:         ":80",
        Handler:      router,
        ReadTimeout:  30 * time.Second,
        WriteTimeout: 30 * time.Second,
    }

    go func() {
        // 监听请求
        if err := srv.ListenAndServe(); err != nil && err != http.ErrServerClosed {
            log.Fatalf("listen: %s\n", err)
        }
    }()

    // 优雅Shutdown(或重启)服务
    quit := make(chan os.Signal)
    signal.Notify(quit, os.Interrupt) // syscall.SIGKILL
    <-quit
    log.Println("Shutdown Server ...")

    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
    defer cancel()
    if err := srv.Shutdown(ctx); err != nil {
        log.Fatal("Server Shutdown:", err)
    }
    select {
    case <-ctx.Done():
    }   
    log.Println("Server exiting")
}
在动态站点实现中,引入 WEB 分组以及优雅重启这两个功能。WEB 分组功能可以通过不同的入口根路径来区别不同的模块,这里我们可以访问:http://localhost/index.html。如果新增一个分组,比如:

v := router.Group("/login")

我们可以访问:http://localhost/login/xxxx,xxx 是我们在 v.GET 方法或 v.POST 方法中的路径。

// 导入所有模板,多级目录结构需要这样写
router.LoadHTMLGlob("website/tpl/*/*")

// website分组
v := router.Group("/")
{

    v.GET("/index.html", handler.IndexHandler)
    v.GET("/add.html", handler.AddHandler)
    v.POST("/postme.html", handler.PostmeHandler)
}

通过 router.LoadHTMLGlob("website/tpl//") 导入模板根目录下所有的文件。在前面有讲过 html/template 包的使用,这里模板文件中的语法和前面一致。

router.LoadHTMLGlob("website/tpl/*/*")

比如 v.GET("/index.html", handler.IndexHandler),通过访问http://localhost/index.html这个 URL,实际由 handler.IndexHandler 来处理。而在 tmm 目录下的 handler 存放了 package handler 文件。在包里定义了 IndexHandler 函数,它使用了 index.html 模板。

func IndexHandler(c *gin.Context) {
    c.HTML(http.StatusOK, "index.html", gin.H{
        "Title": "作品欣赏",
    })
}

index.html 模板:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
{{template "header" .}}
</head>
<body>

<!--导航-->
<div class="feeds">
    <div class="top-nav">
        <a href="/index.tml" class="active">欣赏</a>
        <a href="/add.html" class="add-btn">
            <svg class="icon" aria-hidden="true">
                <use  xlink:href="#icon-add"></use>
            </svg>
            发布
        </a>
    </div>
    <input type="hidden" id="showmore" value="{$showmore}">
    <input type="hidden" id="page" value="{$page}">
    <!--</div>-->
</div>
<script type="text/javascript">
    var done = true;
    $(window).scroll(function(){
        var scrollTop = $(window).scrollTop();
        var scrollHeight = $(document).height();
        var windowHeight = $(window).height();
        var showmore = $("#showmore").val();
        if(scrollTop + windowHeight + 300 >= scrollHeight && showmore == 1 && done){
            var page = $("#page").val();
            done = false;
            $.get("{:U('Product/listsAjax')}", { page : page }, function(json) {
                if (json.rs != "") {
                    $(".feeds").append(json.rs);
                    $("#showmore").val(json.showmore);
                    $("#page").val(json.page);
                    done = true;
                }
            },'json');
        }
    });
</script>
    <script src="//at.alicdn.com/t/font_ttszo9rnm0wwmi.js"></script>
</body>
</html>
在 index.html 模板中,通过 {{template "header" .}} 语句,嵌套了 header.html 模板。

header.html 模板:
{{ define "header" }}
    <meta charset="UTF-8">   
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, minimum-scale=1, user-scalable=no, minimal-ui">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1">
    <meta name="format-detection" content="telephone=no,email=no">
    <title>{{ .Title }}</title>
    <link rel="stylesheet" href="/public/css/common.css">
    <script src="/public/lib/jquery-3.1.1.min.js"></script>
    <script src="/public/lib/jquery.cookie.js"></script>
    <link href="/public/css/font-awesome.css?v=4.4.0" rel="stylesheet">
{{ end }}
{{ define "header" }} 让我们在模板嵌套时直接使用 header 名字,而在 index.html 中的 {{template "header" .}} 注意“.”,可以使参数嵌套传递,否则不能传递,比如这里的 Title。

现在我们访问http://localhost/index.html,可以看到浏览器显示 Title 是“作品欣赏”,这个 Title 是通过 IndexHandler 来指定的。

接下来点击“发布”按钮,我们进入发布页面,上传图片,点击“完成”提交,会提示我们成功上传图片。可以在 photo 目录中看到刚才上传的图片。

注意:由于在本人在发布到 github 的代码中,在处理图片上传的代码中,除了服务器存储外,还实现了 IPFS 发布存储,如果不需要 IPFS,请注释相关代码。

有关 IPFS: IPFS 本质上是一种内容可寻址、版本化、点对点超媒体的分布式存储、传输协议,目标是补充甚至取代过去 20 年里使用的超文本媒体传输协议(HTTP),希望构建更快、更安全、更自由的互联网时代。

IPFS 不算严格意义上区块链项目,是一个去中心化存储解决方案,但有些区块链项目通过它来做存储。

IPFS 项目有在 github 上开源,Go语言实现哦,可以关注并了解。

优雅重启在迭代中有较好的实际意义,每次版本发布,如果直接停服务在部署重启,对业务还是有蛮大的影响,而通过优雅重启,这方面的体验可以做得更好些。这里 ctrl + c 后过 5 秒服务停止。

中间件的使用,在 API 中可能使用限流,身份验证等

Go语言中 net/http 设计的一大特点就是特别容易构建中间件。gin 也提供了类似的中间件。需要注意的是在 gin 里面中间件只对注册过的路由函数起作用。

而对于分组路由,嵌套使用中间件,可以限定中间件的作用范围。大致分为全局中间件,单个路由中间件和分组中间件。

即使是全局中间件,其使用前的代码不受影响。也可在 handler 中局部使用,具体见 api.GetUser。

在高并发场景中,有时候需要用到限流降速的功能,这里引入一个限流中间件。有关限流方法常见有两种,具体可自行研究,这里只讲使用。

导入import "github.com/didip/tollbooth/limiter"包,在上面代码基础上增加如下语句:

//rate-limit 限流中间件
lmt := tollbooth.NewLimiter(1, nil)
lmt.SetMessage("服务繁忙,请稍后再试...")

并修改

v.GET("/index.html", LimitHandler(lmt), handler.IndexHandler)

当 F5 刷新刷新http://localhost/index.html页面时,浏览器会显示:服务繁忙,请稍后再试...

限流策略也可以为 IP:

tollbooth.LimitByKeys(lmt, []string{"127.0.0.1", "/"})

更多限流策略的配置,可以进一步github.com/didip/tollbooth/limiter了解。

RestFull API 接口

前面说了在 gin 里面可以采用分组来组织访问 URL,这里 RestFull API 需要给出不同的访问 URL 来和动态站点区分,所以新建了一个分组 v1。

在浏览器中访问http://localhost/v1/user/1100000/这里对 v1.GET("/user/:id/*action", LimitHandler(lmt), api.GetUser) 进行了限流控制,所以如果频繁访问上面地址也将会有限制,这在 API 接口中非常有作用。

通过 api 这个包,来实现所有有关 API 的代码。在 GetUser 函数中,通过读取 mysql 数据库,查找到对应 userid 的用户信息,并通过 Json 格式返回给 client。

在 api.GetUser 中,设置了一个局部中间件:

//CORS 局部CORS,可在路由中设置全局的CORS
c.Writer.Header().Add("Access-Control-Allow-Origin", "*")

gin 关于参数的处理,api 包中 api.go 文件中有简单说明,限于篇幅原因,就不在此展开。这个项目的详细情况,请访问https://github.com/ffhelicopter/tmm了解。有关 gin 的更多信息,请访问 https://github.com/gin-gonic/gin,该开源项目比较活跃,可以关注。

完整 mian.go 代码:
package main

import (
    "context"
    "log"
    "net/http"
    "os"
    "os/signal"
    "time"

    "github.com/didip/tollbooth"
    "github.com/didip/tollbooth/limiter"
    "github.com/ffhelicopter/tmm/api"
    "github.com/ffhelicopter/tmm/handler"

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

// 定义全局的CORS中间件
func Cors() gin.HandlerFunc {
    return func(c *gin.Context) {
        c.Writer.Header().Add("Access-Control-Allow-Origin", "*")
        c.Next()
    }
}

func LimitHandler(lmt *limiter.Limiter) gin.HandlerFunc {
    return func(c *gin.Context) {
        httpError := tollbooth.LimitByRequest(lmt, c.Writer, c.Request)
        if httpError != nil {
            c.Data(httpError.StatusCode, lmt.GetMessageContentType(), []byte(httpError.Message))
            c.Abort()
        } else {
            c.Next()
        }
    }
}

func main() {
    gin.SetMode(gin.ReleaseMode)
    router := gin.Default()

    // 静态资源加载,本例为css,js以及资源图片
    router.StaticFS("/public", http.Dir("D:/goproject/src/github.com/ffhelicopter/tmm/website/static"))
    router.StaticFile("/favicon.ico", "./resources/favicon.ico")

    // 导入所有模板,多级目录结构需要这样写
    router.LoadHTMLGlob("website/tpl/*/*")
    // 也可以根据handler,实时导入模板。

    // website分组
    v := router.Group("/")
    {
        v.GET("/index.html", handler.IndexHandler)
        v.GET("/add.html", handler.AddHandler)
        v.POST("/postme.html", handler.PostmeHandler)
    }

    // 中间件 golang的net/http设计的一大特点就是特别容易构建中间件。
    // gin也提供了类似的中间件。需要注意的是中间件只对注册过的路由函数起作用。
    // 对于分组路由,嵌套使用中间件,可以限定中间件的作用范围。
    // 大致分为全局中间件,单个路由中间件和群组中间件。

    // 使用全局CORS中间件。
    // router.Use(Cors())
    // 即使是全局中间件,在use前的代码不受影响
    // 也可在handler中局部使用,见api.GetUser

    //rate-limit 中间件
    lmt := tollbooth.NewLimiter(1, nil)
    lmt.SetMessage("服务繁忙,请稍后再试...")

    // API分组(RESTFULL)以及版本控制
    v1 := router.Group("/v1")
    {
        // 下面是群组中间的用法
        // v1.Use(Cors())

        // 单个中间件的用法
        // v1.GET("/user/:id/*action",Cors(), api.GetUser)

        // rate-limit
        v1.GET("/user/:id/*action", LimitHandler(lmt), api.GetUser)

        //v1.GET("/user/:id/*action", Cors(), api.GetUser)
        // AJAX OPTIONS ,下面是有关OPTIONS用法的示例
        // v1.OPTIONS("/users", OptionsUser)      // POST
        // v1.OPTIONS("/users/:id", OptionsUser)  // PUT, DELETE
    }

    srv := &http.Server{
        Addr:         ":80",
        Handler:      router,
        ReadTimeout:  30 * time.Second,
        WriteTimeout: 30 * time.Second,
    }

    go func() {
        if err := srv.ListenAndServe(); err != nil && err != http.ErrServerClosed {
            log.Fatalf("listen: %s\n", err)
        }
    }()

    // 优雅Shutdown(或重启)服务
    // 5秒后优雅Shutdown服务
    quit := make(chan os.Signal)
    signal.Notify(quit, os.Interrupt) //syscall.SIGKILL
    <-quit
    log.Println("Shutdown Server ...")

    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
    defer cancel()
    if err := srv.Shutdown(ctx); err != nil {
        log.Fatal("Server Shutdown:", err)
    }
    select {
    case <-ctx.Done():
    }
    log.Println("Server exiting")
}

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