Go 语言 Web 开发简介

原文链接：https://chai2010.cn/advanced-go-programming-book/ch5-web/ch5-01-introduction.html

5.1 Web 开发简介

因为 Go 的 net/http 包提供了基础的路由函数组合与丰富的功能函数。所以在社区里流行一种用 Go 编写 API 不需要框架的观点，在我们看来，如果你的项目的路由在个位数、URI 固定且不通过 URI 来传递参数，那么确实使用官方库也就足够。但在复杂场景下，官方的 http 库还是有些力有不逮。例如下面这样的路由：

GET   /card/:id
POST  /card/:id
DELTE /card/:id
GET   /card/:id/name
...
GET   /card/:id/relations

可见是否使用框架还是要具体问题具体分析的。

Go 的 Web 框架大致可以分为这么两类：

1. Router 框架
2. MVC 类框架

在框架的选择上，大多数情况下都是依照个人的喜好和公司的技术栈。例如公司有很多技术人员是 PHP 出身，那么他们一定会非常喜欢像 beego 这样的框架，但如果公司有很多 C 程序员，那么他们的想法可能是越简单越好。比如很多大厂的 C 程序员甚至可能都会去用 C 语言去写很小的 CGI 程序，他们可能本身并没有什么意愿去学习 MVC 或者更复杂的 Web 框架，他们需要的只是一个非常简单的路由（甚至连路由都不需要，只需要一个基础的 HTTP 协议处理库来帮他省掉没什么意思的体力劳动）。

Go 的 net/http 包提供的就是这样的基础功能，写一个简单的 http echo server 只需要 30s。

//brief_intro/echo.go
package main
import (...)

func echo(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    msg, err := ioutil.ReadAll(r.Body)
    if err != nil {
        wr.Write([]byte("echo error"))
        return
    }

    writeLen, err := wr.Write(msg)
    if err != nil || writeLen != len(msg) {
        log.Println(err, "write len:", writeLen)
    }
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", echo)
    err := http.ListenAndServe(":8080", nil)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

如果你过了 30s 还没有完成这个程序，请检查一下你自己的打字速度是不是慢了（开个玩笑 :D）。这个例子是为了说明在 Go 中写一个 HTTP 协议的小程序有多么简单。如果你面临的情况比较复杂，例如几十个接口的企业级应用，直接用 net/http 库就显得不太合适了。

我们来看看开源社区中一个 Kafka 监控项目中的做法：

//Burrow: http_server.go
func NewHttpServer(app *ApplicationContext) (*HttpServer, error) {
    ...
    server.mux.HandleFunc("/", handleDefault)

    server.mux.HandleFunc("/burrow/admin", handleAdmin)

    server.mux.Handle("/v2/kafka", appHandler{server.app, handleClusterList})
    server.mux.Handle("/v2/kafka/", appHandler{server.app, handleKafka})
    server.mux.Handle("/v2/zookeeper", appHandler{server.app, handleClusterList})
    ...
}

上面这段代码来自大名鼎鼎的 linkedin 公司的 Kafka 监控项目 Burrow，没有使用任何 router 框架，只使用了 net/http。只看上面这段代码似乎非常优雅，我们的项目里大概只有这五个简单的 URI，所以我们提供的服务就是下面这个样子：

/
/burrow/admin
/v2/kafka
/v2/kafka/
/v2/zookeeper

如果你确实这么想的话就被骗了。我们再进 handleKafka() 这个函数一探究竟：

func handleKafka(app *ApplicationContext, w http.ResponseWriter, r *http.Request) (int, string) {
    pathParts := strings.Split(r.URL.Path[1:], "/")
    if _, ok := app.Config.Kafka[pathParts[2]]; !ok {
        return makeErrorResponse(http.StatusNotFound, "cluster not found", w, r)
    }
    if pathParts[2] == "" {
        // Allow a trailing / on requests
        return handleClusterList(app, w, r)
    }
    if (len(pathParts) == 3) || (pathParts[3] == "") {
        return handleClusterDetail(app, w, r, pathParts[2])
    }

    switch pathParts[3] {
    case "consumer":
        switch {
        case r.Method == "DELETE":
            switch {
            case (len(pathParts) == 5) || (pathParts[5] == ""):
                return handleConsumerDrop(app, w, r, pathParts[2], pathParts[4])
            default:
                return makeErrorResponse(http.StatusMethodNotAllowed, "request method not supported", w, r)
            }
        case r.Method == "GET":
            switch {
            case (len(pathParts) == 4) || (pathParts[4] == ""):
                return handleConsumerList(app, w, r, pathParts[2])
            case (len(pathParts) == 5) || (pathParts[5] == ""):
                // Consumer detail - list of consumer streams/hosts? Can be config info later
                return makeErrorResponse(http.StatusNotFound, "unknown API call", w, r)
            case pathParts[5] == "topic":
                switch {
                case (len(pathParts) == 6) || (pathParts[6] == ""):
                    return handleConsumerTopicList(app, w, r, pathParts[2], pathParts[4])
                case (len(pathParts) == 7) || (pathParts[7] == ""):
                    return handleConsumerTopicDetail(app, w, r, pathParts[2], pathParts[4], pathParts[6])
                }
            case pathParts[5] == "status":
                return handleConsumerStatus(app, w, r, pathParts[2], pathParts[4], false)
            case pathParts[5] == "lag":
                return handleConsumerStatus(app, w, r, pathParts[2], pathParts[4], true)
            }
        default:
            return makeErrorResponse(http.StatusMethodNotAllowed, "request method not supported", w, r)
        }
    case "topic":
        switch {
        case r.Method != "GET":
            return makeErrorResponse(http.StatusMethodNotAllowed, "request method not supported", w, r)
        case (len(pathParts) == 4) || (pathParts[4] == ""):
            return handleBrokerTopicList(app, w, r, pathParts[2])
        case (len(pathParts) == 5) || (pathParts[5] == ""):
            return handleBrokerTopicDetail(app, w, r, pathParts[2], pathParts[4])
        }
    case "offsets":
        // Reserving this endpoint to implement later
        return makeErrorResponse(http.StatusNotFound, "unknown API call", w, r)
    }

    // If we fell through, return a 404
    return makeErrorResponse(http.StatusNotFound, "unknown API call", w, r)
}

因为默认的 net/http 包中的 mux 不支持带参数的路由，所以 Burrow 这个项目使用了非常蹩脚的字符串 Split 和乱七八糟的 switch case 来达到自己的目的，但却让本来应该很集中的路由管理逻辑变得复杂，散落在系统的各处，难以维护和管理。如果读者细心地看过这些代码之后，可能会发现其它的几个 handler 函数逻辑上较简单，最复杂的也就是这个 handleKafka()。而我们的系统总是从这样微不足道的混乱开始积少成多，最终变得难以收拾。

根据我们的经验，简单地来说，只要你的路由带有参数，并且这个项目的 API 数目超过了 10，就尽量不要使用 net/http 中默认的路由。在 Go 开源界应用最广泛的 router 是 httpRouter，很多开源的 router 框架都是基于 httpRouter 进行一定程度的改造的成果。关于 httpRouter 路由的原理，会在本章节的 router 一节中进行详细的阐释。

再来回顾一下文章开头说的，开源界有这么几种框架，第一种是对 httpRouter 进行简单的封装，然后提供定制的中间件和一些简单的小工具集成比如 gin，主打轻量，易学，高性能。第二种是借鉴其它语言的编程风格的一些 MVC 类框架，例如 beego，方便从其它语言迁移过来的程序员快速上手，快速开发。还有一些框架功能更为强大，除了数据库 schema 设计，大部分代码直接生成，例如 goa。不管哪种框架，适合开发者背景的就是最好的。

本章的内容除了会展开讲解 router 和中间件的原理外，还会以现在工程界面临的问题结合 Go 来进行一些实践性的说明。希望能够对没有接触过相关内容的读者有所帮助。