Selfdefine Router

Posted by FutureTechx on January 10, 2017

layout: post title: 自定义路由器设计 subtitle: “Go router” date: 2017-1-10 author: Cosmo-Ma header-img: img/post-default.jpg catalog: true tags: - Golang —

自定义路由器设计

HTTP路由

HTTP路由组件负责将HTTP请求交到对应的函数处理(或者是一个struct的方法),如前面小节所描述的结构图,路由在框架中相当于一个事件处理器,而这个事件包括:

  • 用户请求的路径(path)(例如:/user/123,/article/123),当然还有查询串信息(例如?id=11)
  • HTTP的请求方法(method)(GET、POST、PUT、DELETE、PATCH等)

路由器就是根据用户请求的事件信息转发到相应的处理函数(控制层)。

默认的路由实现

在3.4小节有过介绍Go的http包的详解,里面介绍了Go的http包如何设计和实现路由,这里继续以一个例子来说明:


func fooHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))
}

http.HandleFunc("/foo", fooHandler)

http.HandleFunc("/bar", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))
})

log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))

上面的例子调用了http默认的DefaultServeMux来添加路由,需要提供两个参数,第一个参数是希望用户访问此资源的URL路径(保存在r.URL.Path),第二参数是即将要执行的函数,以提供用户访问的资源。路由的思路主要集中在两点:

  • 添加路由信息
  • 根据用户请求转发到要执行的函数

Go默认的路由添加是通过函数http.Handlehttp.HandleFunc等来添加,底层都是调用了DefaultServeMux.Handle(pattern string, handler Handler),这个函数会把路由信息存储在一个map信息中map[string]muxEntry,这就解决了上面说的第一点。

Go监听端口,然后接收到tcp连接会扔给Handler来处理,上面的例子默认nil即为http.DefaultServeMux,通过DefaultServeMux.ServeHTTP函数来进行调度,遍历之前存储的map路由信息,和用户访问的URL进行匹配,以查询对应注册的处理函数,这样就实现了上面所说的第二点。


for k, v := range mux.m {
	if !pathMatch(k, path) {
		continue
	}
	if h == nil || len(k) > n {
		n = len(k)
		h = v.h
	}
}

beego框架路由实现

目前几乎所有的Web应用路由实现都是基于http默认的路由器,但是Go自带的路由器有几个限制:

  • 不支持参数设定,例如/user/:uid 这种泛类型匹配
  • 无法很好的支持REST模式,无法限制访问的方法,例如上面的例子中,用户访问/foo,可以用GET、POST、DELETE、HEAD等方式访问
  • 一般网站的路由规则太多了,编写繁琐。我前面自己开发了一个API应用,路由规则有三十几条,这种路由多了之后其实可以进一步简化,通过struct的方法进行一种简化

beego框架的路由器基于上面的几点限制考虑设计了一种REST方式的路由实现,路由设计也是基于上面Go默认设计的两点来考虑:存储路由和转发路由

存储路由

针对前面所说的限制点,我们首先要解决参数支持就需要用到正则,第二和第三点我们通过一种变通的方法来解决,REST的方法对应到struct的方法中去,然后路由到struct而不是函数,这样在转发路由的时候就可以根据method来执行不同的方法。

根据上面的思路,我们设计了两个数据类型controllerInfo(保存路径和对应的struct,这里是一个reflect.Type类型)和ControllerRegistor(routers是一个slice用来保存用户添加的路由信息,以及beego框架的应用信息)


type controllerInfo struct {
	regex          *regexp.Regexp
	params         map[int]string
	controllerType reflect.Type
}

type ControllerRegistor struct {
	routers     []*controllerInfo
	Application *App
}

ControllerRegistor对外的接口函数有


func (p *ControllerRegistor) Add(pattern string, c ControllerInterface)

详细的实现如下所示:


func (p *ControllerRegistor) Add(pattern string, c ControllerInterface) {
	parts := strings.Split(pattern, "/")

	j := 0
	params := make(map[int]string)
	for i, part := range parts {
		if strings.HasPrefix(part, ":") {
			expr := "([^/]+)"

			//a user may choose to override the defult expression
			// similar to expressjs: ‘/user/:id([0-9]+)’
 
			if index := strings.Index(part, "("); index != -1 {
				expr = part[index:]
				part = part[:index]
			}
			params[j] = part
			parts[i] = expr
			j++
		}
	}

	//recreate the url pattern, with parameters replaced
	//by regular expressions. then compile the regex

	pattern = strings.Join(parts, "/")
	regex, regexErr := regexp.Compile(pattern)
	if regexErr != nil {

		//TODO add error handling here to avoid panic
		panic(regexErr)
		return
	}

	//now create the Route
	t := reflect.Indirect(reflect.ValueOf(c)).Type()
	route := &controllerInfo{}
	route.regex = regex
	route.params = params
	route.controllerType = t

	p.routers = append(p.routers, route)

}

静态路由实现

上面我们实现的动态路由的实现,Go的http包默认支持静态文件处理FileServer,由于我们实现了自定义的路由器,那么静态文件也需要自己设定,beego的静态文件夹路径保存在全局变量StaticDir中,StaticDir是一个map类型,实现如下:


func (app *App) SetStaticPath(url string, path string) *App {
	StaticDir[url] = path
	return app
}

应用中设置静态路径可以使用如下方式实现:


beego.SetStaticPath("/img","/static/img")

转发路由

转发路由是基于ControllerRegistor里的路由信息来进行转发的,详细的实现如下代码所示:


// AutoRoute
func (p *ControllerRegistor) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	defer func() {
		if err := recover(); err != nil {
			if !RecoverPanic {
				// go back to panic
				panic(err)
			} else {
				Critical("Handler crashed with error", err)
				for i := 1; ; i += 1 {
					_, file, line, ok := runtime.Caller(i)
					if !ok {
						break
					}
					Critical(file, line)
				}
			}
		}
	}()
	var started bool
	for prefix, staticDir := range StaticDir {
		if strings.HasPrefix(r.URL.Path, prefix) {
			file := staticDir + r.URL.Path[len(prefix):]
			http.ServeFile(w, r, file)
			started = true
			return
		}
	}
	requestPath := r.URL.Path

	//find a matching Route
	for _, route := range p.routers {

		//check if Route pattern matches url
		if !route.regex.MatchString(requestPath) {
			continue
		}

		//get submatches (params)
		matches := route.regex.FindStringSubmatch(requestPath)

		//double check that the Route matches the URL pattern.
		if len(matches[0]) != len(requestPath) {
			continue
		}

		params := make(map[string]string)
		if len(route.params) > 0 {
			//add url parameters to the query param map
			values := r.URL.Query()
			for i, match := range matches[1:] {
				values.Add(route.params[i], match)
				params[route.params[i]] = match
			}

			//reassemble query params and add to RawQuery
			r.URL.RawQuery = url.Values(values).Encode() + "&" + r.URL.RawQuery
			//r.URL.RawQuery = url.Values(values).Encode()
		}
		//Invoke the request handler
		vc := reflect.New(route.controllerType)
		init := vc.MethodByName("Init")
		in := make([]reflect.Value, 2)
		ct := &Context{ResponseWriter: w, Request: r, Params: params}
		in[0] = reflect.ValueOf(ct)
		in[1] = reflect.ValueOf(route.controllerType.Name())
		init.Call(in)
		in = make([]reflect.Value, 0)
		method := vc.MethodByName("Prepare")
		method.Call(in)
		if r.Method == "GET" {
			method = vc.MethodByName("Get")
			method.Call(in)
		} else if r.Method == "POST" {
			method = vc.MethodByName("Post")
			method.Call(in)
		} else if r.Method == "HEAD" {
			method = vc.MethodByName("Head")
			method.Call(in)
		} else if r.Method == "DELETE" {
			method = vc.MethodByName("Delete")
			method.Call(in)
		} else if r.Method == "PUT" {
			method = vc.MethodByName("Put")
			method.Call(in)
		} else if r.Method == "PATCH" {
			method = vc.MethodByName("Patch")
			method.Call(in)
		} else if r.Method == "OPTIONS" {
			method = vc.MethodByName("Options")
			method.Call(in)
		}
		if AutoRender {
			method = vc.MethodByName("Render")
			method.Call(in)
		}
		method = vc.MethodByName("Finish")
		method.Call(in)
		started = true
		break
	}

	//if no matches to url, throw a not found exception
	if started == false {
		http.NotFound(w, r)
	}
}

使用入门

基于这样的路由设计之后就可以解决前面所说的三个限制点,使用的方式如下所示:

基本的使用注册路由:


beego.BeeApp.RegisterController("/", &controllers.MainController{})

参数注册:


beego.BeeApp.RegisterController("/:param", &controllers.UserController{})

正则匹配:


beego.BeeApp.RegisterController("/users/:uid([0-9]+)", &controllers.UserController{})

本文来自astaxie,非常感谢!