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File metadata and controls

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13.2 自訂路由器設計

HTTP 路由

HTTP 路由元件負責將 HTTP 請求交到對應的函式處理(或者是一個 struct 的方法)，如前面小節所描述的結構圖，路由在框架中相當於一個事件處理器，而這個事件包括：

  • 使用者請求的路徑(path)(例如:/user/123,/article/123)，當然還有查詢串資訊(例如?id=11)
  • HTTP 的請求方法(method)(GET、POST、PUT、DELETE、PATCH 等)

路由器就是根據使用者請求的事件資訊轉發到相應的處理函式(控制層)。

預設的路由實現

在 3.4 小節有過介紹 Go 的 http 套件的詳解，裡面介紹了 Go 的 http 套件如何設計和實現路由，這裡繼續以一個例子來說明：

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))

上面的例子呼叫了 http 預設的 DefaultServeMux 來新增路由，需要提供兩個參數，第一個參數是希望使用者訪問此資源的 URL 路徑(儲存在 r.URL.Path)，第二參數是即將要執行的函式，以提供使用者訪問的資源。路由的思路主要集中在兩點：

  • 新增路由資訊
  • 根據使用者請求轉發到要執行的函式

Go 預設的路由新增是透過函式http.Handle和http.HandleFunc等來新增，底層都是呼叫了DefaultServeMux.Handle(pattern string, handler Handler)，這個函式會把路由資訊儲存在一個 map 資訊中map[string]muxEntry，這就解決了上面說的第一點。

Go 監聽埠，然後接收到 tcp 連線會扔給 Handler 來處理，上面的例子預設 nil 即為http.DefaultServeMux，透過DefaultServeMux.ServeHTTP函式來進行排程，遍歷之前儲存的 map 路由資訊，和使用者訪問的 URL 進行匹配，以查詢對應註冊的處理函式，這樣就實現了上面所說的第二點。

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

beego 框架路由實現

目前幾乎所有的 Web 應用路由實現都是基於 http 預設的路由器，但是 Go 自帶的路由器有幾個限制：

  • 不支援參數設定，例如/user/:uid 這種泛型別匹配
  • 無法很好的支援 REST 模式，無法限制訪問的方法，例如上面的例子中，使用者訪問/foo，可以用 GET、POST、DELETE、HEAD 等方式訪問
  • 一般網站的路由規則太多了，編寫繁瑣。我前面自己開發了一個 API 應用，路由規則有三十幾條，這種路由多了之後其實可以進一步簡化，透過 struct 的方法進行一種簡化

beego 框架的路由器基於上面的幾點限制考慮設計了一種 REST 方式的路由實現，路由設計也是基於上面 Go 預設設計的兩點來考慮：儲存路由和轉向路由

儲存路由

針對前面所說的限制點，我們首先要解決參數支援就需要用到正則，第二和第三點我們透過一種變通的方法來解決，REST 的方法對應到 struct 的方法中去，然後路由到 struct 而不是函式，這樣在轉向路由的時候就可以根據 method 來執行不同的方法。

根據上面的思路，我們設計了兩個資料型別 controllerInfo(儲存路徑和對應的 struct，這裡是一個 reflect.Type 型別)和 ControllerRegistor(routers 是一個 slice 用來儲存使用者新增的路由資訊，以及 beego 框架的應用資訊)

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

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

ControllerRegistor 對外的介面函式有

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

詳細的實現如下所示：

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)

}

靜態路由實現

上面我們實現的動態路由的實現，Go 的 http 套件預設支援靜態檔案處理 FileServer，由於我們實現了自訂的路由器，那麼靜態檔案也需要自己設定，beego 的靜態資料夾路徑儲存在全域性變數 StaticDir 中，StaticDir 是一個 map 型別，實現如下：

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

應用中設定靜態路徑可以使用如下方式實現：

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

轉向路由

轉向路由是基於 ControllerRegistor 裡的路由資訊來進行轉發的，詳細的實現如下程式碼所示：

// 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)
	}
}

使用入門

基於這樣的路由設計之後就可以解決前面所說的三個限制點，使用的方式如下所示：

基本的使用註冊路由：

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

參數註冊：

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

正則匹配：

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

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