极客兔兔

7天用Go从零实现Web框架Gee教程

源代码/数据集已上传到 Github - 7days-golang

gee

设计一个框架

大部分时候,我们需要实现一个 Web 应用,第一反应是应该使用哪个框架。不同的框架设计理念和提供的功能有很大的差别。比如 Python 语言的 djangoflask,前者大而全,后者小而美。Go语言/golang 也是如此,新框架层出不穷,比如BeegoGinIris等。那为什么不直接使用标准库,而必须使用框架呢?在设计一个框架之前,我们需要回答框架核心为我们解决了什么问题。只有理解了这一点,才能想明白我们需要在框架中实现什么功能。

我们先看看标准库net/http如何处理一个请求。

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func main() {
http.HandleFunc("/", handler)
http.HandleFunc("/count", counter)
log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:8000", nil))
}

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintf(w, "URL.Path = %q\n", r.URL.Path)
}

net/http提供了基础的Web功能,即监听端口,映射静态路由,解析HTTP报文。一些Web开发中简单的需求并不支持,需要手工实现。

  • 动态路由:例如hello/:namehello/*这类的规则。
  • 鉴权:没有分组/统一鉴权的能力,需要在每个路由映射的handler中实现。
  • 模板:没有统一简化的HTML机制。

当我们离开框架,使用基础库时,需要频繁手工处理的地方,就是框架的价值所在。但并不是每一个频繁处理的地方都适合在框架中完成。Python有一个很著名的Web框架,名叫bottle,整个框架由bottle.py一个文件构成,共4400行,可以说是一个微框架。那么理解这个微框架提供的特性,可以帮助我们理解框架的核心能力。

  • 路由(Routing):将请求映射到函数,支持动态路由。例如'/hello/:name
  • 模板(Templates):使用内置模板引擎提供模板渲染机制。
  • 工具集(Utilites):提供对 cookies,headers 等处理机制。
  • 插件(Plugin):Bottle本身功能有限,但提供了插件机制。可以选择安装到全局,也可以只针对某几个路由生效。

Gee 框架

这个教程将使用 Go 语言实现一个简单的 Web 框架,起名叫做Geegeektutu.com的前三个字母。我第一次接触的 Go 语言的 Web 框架是GinGin的代码总共是14K,其中测试代码9K,也就是说实际代码量只有5KGin也是我非常喜欢的一个框架,与Python中的Flask很像,小而美。

7天实现Gee框架这个教程的很多设计,包括源码,参考了Gin,大家可以看到很多Gin的影子。

时间关系,同时为了尽可能地简洁明了,这个框架中的很多部分实现的功能都很简单,但是尽可能地体现一个框架核心的设计原则。例如Router的设计,虽然支持的动态路由规则有限,但为了性能考虑匹配算法是用Trie树实现的,Router最重要的指标之一便是性能。

希望这个教程能够对你有所启发,如果对 Gee 有任何好的建议,欢迎提issues - Github 和 PR。教程中的任何问题,可以直接在文章末尾评论。

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专题:

发表于2019-08-11 02:10:10,最后修改于2019-12-03 23:37:58。

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