golang java 中间件_Go middleware中间件

先从业务开发角度出发，来逐渐引出中间件。

一、刚开始时业务开发

开始业务开发时，业务需求比较少。

当我们最开始进行业务开发时，需求不是很多。 第一个需求产是品向大家打声招呼：“hello world”。

接到需求任务，我们就进行代码开发了。

一般都会写下如下的代码，用handlefunc来处理请求的服务

package main

import (

"net/http"

)

func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

w.Write([]byte("hello world"))

}

func main() {

http.HandleFunc("/", helloHandler)

http.ListenAndServe(":8080", nil)

}

假如现在业务有变化了，我们要新增一个hello服务的处理耗时，怎么做？

这个需求比较简单，修改代码如下：

package main

import (

"log"

"net/http"

"os"

"time"

)

var logger = log.New(os.Stdout, "", 0)

func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

timeStart := time.Now()

w.Write([]byte("hello world"))

timeElapsed := time.Since(timeStart)

logger.Println(timeElapsed)

}

func main() {

http.HandleFunc("/", helloHandler)

http.ListenAndServe(":8080", nil)

}

这样就可以输出当前hello请求到日志文件了。

完成了这个需求后。过了没多久，又有新的需求来了，我们要显示信息，显示Email，

显示好朋友，并且这就一个接口也需要增加耗时记录。

一下子又增加了很多api， 简略示例代码如下：

package main

func helloHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

// ...

}

func showInfoHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

// ...

}

func showEmailHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

// ...

}

func showFriendsHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

timeStart := time.Now()

wr.Write([]byte("your friends is tom and alex"))

timeElapsed := time.Since(timeStart)

logger.Println(timeElapsed)

}

func main() {

http.HandleFunc("/", helloHandler)

http.HandleFunc("/info/show", showInfoHandler)

http.HandleFunc("/email/show", showEmailHandler)

http.HandleFunc("/friends/show", showFriendsHandler)

// ...

}

每一个handler里面都需要记录运行的时间，每次新加路由都要写同样的代码。都要把业务逻辑代码拷贝过来。

业务继续发展，又有了新的需求，增加一个监控系统，需要你上报接口运行时间到监控系统里面，以便监控接口的稳定性。这个监控系统叫metrics。

好了，现在你又要修改代码，通过http post方式把耗时时间发送给metrics系统。

而且你要修改好多个handler，增加metrics上报接口代码。

修改代码：

func helloHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

timeStart := time.Now()

wr.Write([]byte("hello"))

timeElapsed := time.Since(timeStart)

logger.Println(timeElapsed)

// 新增耗时上报

metrics.Upload("timeHandler", timeElapsed)

}

func showInfoHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

// ...

// 新增耗时上报

metrics.Upload("timeHandler", timeElapsed)

}

func showEmailHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

// ...

// 新增耗时上报

metrics.Upload("timeHandler", timeElapsed)

}

func showFriendsHandler(wr http.ResponseWriter, r *http.Request) {

timeStart := time.Now()

wr.Write([]byte("your friends is tom and alex"))

timeElapsed := time.Since(timeStart)

logger.Println(timeElapsed)

// 新增耗时上报

metrics.Upload("timeHandler", timeElapsed)

}

到这里，发现要修改好多的handler函数，才能把接口的耗时时间上报到metrics系统里。

随着新需求越来越多，handler也会越多，那么我们修改的地方也就越多。增加了一个简单的业务统计，就要修改好多个handler函数。

虽然只是增加一个业务统计，我们就要去修改handler，来增加这些和业务无关的代码。

一开始我们并没有做错什么， 但是随着业务的发展，我们逐渐陷入了代码的泥潭。

接下来，我们该怎么办呢？怎么处理这种情况？

二、业务逐渐多了后

随着业务发展，handler越来越多，增加与业务无关的代码所要修改的地方也越来越多。这时候怎么办？有没有办法可以处理这种情况呢？

想一下，java里面有一个Filter的技术，可以拦截请求的处理。我们可不可以利用这个思想来解决我们的问题呢。这种思想当然是可以的。

在go里面就是利用 http.Handler 来把你要处理的函数包起来(实际就是拦截了)，然后处理。

在go里面有一个学名叫 middleware(中间件)，中间件常见的位置是ServeMux和应用处理程序之间。

http的请求控制流程：

ServeMux => Middleware Handler => Application Handler

针对上面的需求，我们用中间件的方法来修改下：

package main

import (

"log"

"net/http"

"os"

"time"

)

var logger = log.New(os.Stdout, "", 0)

func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

w.Write([]byte("hello world"))

}

func timeMiddleware(next http.Handler) http.Handler {

return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

timeStart := time.Now()

//next handler

next.ServeHTTP(w, r)

timeElapsed := time.Since(timeStart)

logger.Println(timeElapsed)

})

}

func main() {

http.HandleFunc("/", timeMiddleWare(hello))

http.ListenAndServe(":8080", nil)

}

这样就实现了中间件。

也是把业务代码和非业务代码进行了剥离。

三、怎么实现中间件

上面的中间件是怎么实现的呢？

他要满足http.Handler 接口

type Handler interface {

ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)

}

写一个简单的程序：

func showinfoHandler(info string) http.Handler {

return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

w.Write([]byte(info)

})

}

上面程序我们把简单的处理程序w.Write放在了一个匿名函数中，然后引用了外部的info构成了一个闭包。接下来我们用 http.HandlerFunc 适配器将此闭包转换为处理程序，然后返回它。

我们可以用相同的方法，将下一个处理程序作为变量来进行传递，然后调用ServeHTTP() 方法将控制转移到下一个处理程序，然后返回它。

func demoMiddleware(next http.Handler) http.Handler {

return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

// out logic

next.ServeHTTP(w, r)

})

}

上面的中间件函数有一个 func(http.Handler) http.Handler 的函数签名。它接收一个处理程序作为参数并返回另外一个处理程序。

一个完整的例子

用一个完整的例子来看看中间件的执行流程：

middlewaredemo.go

package main

import (

"log"

"net/http"

)

func middleOne(next http.Handler) http.Handler {

return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

log.Println("before middleone")

next.ServeHTTP(w, r)

log.Println("after middlewareOne again")

})

}

func middleTwo(next http.Handler) http.Handler {

return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

log.Println("before middletwo")

if r.URL.Path == "/foo" {

return

}

next.ServeHTTP(w, r)

log.Println("after middleTwo again")

})

}

func final(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

log.Println("exec finalHandler")

w.Write([]byte("OK"))

}

func main() {

finalHandler := http.HandlerFunc(final)

http.Handle("/", middleOne(middleTwo(finalHandler)))

http.ListenAndServe(":3030", nil)

}

先执行下面的命令

go run middlewaredemo.go

2020/04/19 23:07:14 before middleone

2020/04/19 23:07:14 before middletwo

2020/04/19 23:07:14 exec finalHandler

2020/04/19 23:07:14 after middleTwo again

2020/04/19 23:07:14 after middlewareOne again

看看执行结果，在 next.ServeHTTP 前，看到处理顺序是依次按照嵌套的顺序出结果， 但是在 next.ServeHTTP 后 的程序，是按照相反的方向出结果。

2020/04/19 23:12:15 before middleone

2020/04/19 23:12:15 before middletwo

2020/04/19 23:12:15 after middlewareOne again

middleTwo 函数里 return 后面的程序，都没有显示了。

所以，在中间件中，我们可以用 return 来停止在中间件程序的传播。

四、Gin框架的中间件

github.com/gin-gonic/gin，这个web框架使用很广泛，它也有中间件功能。

使用方法 一

// 定义中间件

func middlewareOne(c *gin.Context) {

// 中间件逻辑

}

// 使用中间件

r := gin.Default()

r.Use(middlewareOne)

使用方法 二

func middlewareTwo() gin.HandlerFunc {

// 自定义逻辑

return func(c *gin.Context) {

// 中间件逻辑

}

}

// 使用中间件

r := gin.Deafult()

r.Use(middlewareTwo()

Gin还有一种像java中的Filter，处理前，处理后的一种方法 Next()

比如：demo1.go

package main

import (

"fmt"

"time"

"github.com/gin-gonic/gin"

)

func middlewareOne() gin.HandlerFunc {

return func(c *gin.Context) {

c.String(200, "before middlewareOne: handler "+time.Now().String()+"\n")

c.Next()

c.String(200, "after middlewareOne : handler "+time.Now().String()+"\n")

}

}

func middlewareTwo() gin.HandlerFunc {

return func(c *gin.Context) {

c.String(200, "before middlewareTwo: handler \n")

c.Next()

c.String(200, "after middlewareTwo : handler \n")

}

}

func main() {

r := gin.Default()

r.Use(middlewareOne(), middlewareTwo())

r.GET("/", func(c *gin.Context) {

fmt.Println("start!")

c.String(200, "GET method \n")

fmt.Println("end!")

})

r.Run(":8080")

}

先在命令行运行：

go run demo1.go

before middlewareOne: handler 2020-04-20 01:03:25.4547842 +0800 CST m=+21.318612501

before middlewareTwo: handler

GET method

after middlewareTwo : handler

after middlewareOne : handler 2020-04-20 01:03:25.4547842 +0800 CST m=+21.318612501

其实我们看到gin框架实现的中间件，它书写形式并不是像上面的那种嵌套模式。如果有很多中间件的话，那么这种嵌套模式写出来就让人感觉非常复杂。

而gin中间件这种书写模式，就很清晰，适合人阅读。是一种优雅的实现方式。

它是怎么实现的呢？

五、Gin中间件的实现

gin v1.6.2 版本

gin.go

// HandlerFunc defines the handler used by gin middleware as return value.

type HandlerFunc func(*Context)

// HandlersChain defines a HandlerFunc array.

//定义了Handlers链

type HandlersChain []HandlerFunc

// Last returns the last handler in the chain. ie. the last handler is the main one.

// 从Handlers里取出最后一个Handler，就是main自己

func (c HandlersChain) Last() HandlerFunc {

if length := len(c); length > 0 {

return c[length-1]

}

return nil

}

// RouteInfo represents a request route's specification which contains method and path and its handler.

type RouteInfo struct {

Method      string

Path        string

Handler     string

HandlerFunc HandlerFunc

}

// RoutesInfo defines a RouteInfo array.

type RoutesInfo []RouteInfo

type Engine struct {

RouterGroup

// Enables automatic redirection if the current route can't be matched but a

// handler for the path with (without) the trailing slash exists.

// For example if /foo/ is requested but a route only exists for /foo, the

// client is redirected to /foo with http status code 301 for GET requests

// and 307 for all other request methods.

RedirectTrailingSlash bool

... ...

}

// Default returns an Engine instance with the Logger and Recovery middleware already attached.

// 初始化Engine，里面就用到了2个中间件函数Logger和Recovery

func Default() *Engine {

debugPrintWARNINGDefault()

engine := New()

engine.Use(Logger(), Recovery())

return engine

}

// Use attaches a global middleware to the router. ie. the middleware attached though Use() will be

// included in the handlers chain for every single request. Even 404, 405, static files...

// For example, this is the right place for a logger or error management middleware.

// 增加 middleware -> 实质是到 RouterGroup.Use()

func (engine *Engine) Use(middleware ...HandlerFunc) IRoutes {

engine.RouterGroup.Use(middleware...) //到了 RouterGroup 里的Use

engine.rebuild404Handlers()

engine.rebuild405Handlers()

return engine

}

context.go

// Context is the most important part of gin. It allows us to pass variables between middleware,

// manage the flow, validate the JSON of a request and render a JSON response for example.

type Context struct {

writermem responseWriter

Request   *http.Request

Writer    ResponseWriter

Params   Params

handlers HandlersChain //这里有一个handlers 链，一个slice

index    int8

fullPath string

engine *Engine

// This mutex protect Keys map

KeysMutex *sync.RWMutex

// Keys is a key/value pair exclusively for the context of each request.

Keys map[string]interface{}

... ...

}

// Handler returns the main handler.

// 返回main handler

func (c *Context) Handler() HandlerFunc {

return c.handlers.Last()

}

// Next should be used only inside middleware.

// It executes the pending handlers in the chain inside the calling handler.

// See example in GitHub.

func (c *Context) Next() {

c.index++

for c.index 

c.handlers[c.index](c)

c.index++

}

}

还有一个routegroup.go里的handler chain

// Use adds middleware to the group, see example code in GitHub.

// 增加middleware

func (group *RouterGroup) Use(middleware ...HandlerFunc) IRoutes {

group.Handlers = append(group.Handlers, middleware...)

return group.returnObj()

}

func (group *RouterGroup) combineHandlers(handlers HandlersChain) HandlersChain {

finalSize := len(group.Handlers) + len(handlers)

if finalSize >= int(abortIndex) {

panic("too many handlers")

}

mergedHandlers := make(HandlersChain, finalSize)

copy(mergedHandlers, group.Handlers)

copy(mergedHandlers[len(group.Handlers):], handlers)

return mergedHandlers

}

六、改进以前框架

写到了这里，想起了以前写的 golang web框架 文章，那只是实现了一个简单的MVC功能，并不具备可扩展性，有了这个中间件技术，就可以把以前的框架进行改进。

改进后的全新框架 lilac

先实现功能，然后再进行优化改进 - 论开发。

七、参考

Go高级语言编程-中间件 ，这个写的非常非常非常好，业务部分基本是从这里来的