所谓框架
框架一直是敏捷开发中的利器，能让开发者很快的上手并做出应用，甚至有的时候，脱离了框架，一些开发者都不会写程序了。成长总不会一蹴而就，从写出程序获取成就感，再到精通框架，快速构造应用，当这些方面都得心应手的时候，可以尝试改造一些框架，或是自己创造一个。
曾经我以为Python世界里的框架已经够多了，后来发现相比golang简直小巫见大巫。golang提供的net/http库已经很好了，对于http的协议的实现非常好，基于此再造框架，也不会是难事，因此生态中出现了很多框架。既然构造框架的门槛变低了，那么低门槛同样也会带来质量参差不齐的框架。
考察了几个框架，通过其github的活跃度，维护的team，以及生产环境中的使用率。发现Gin还是一个可以学习的轻巧框架。
Gin
Gin是一个golang的微框架，封装比较优雅，API友好，源码注释比较明确，已经发布了1.0版本。具有快速灵活，容错方便等特点。其实对于golang而言，web框架的依赖要远比Python，Java之类的要小。自身的net/http足够简单，性能也非常不错。框架更像是一些常用函数或者工具的集合。借助框架开发，不仅可以省去很多常用的封装带来的时间，也有助于团队的编码风格和形成规范。
在 Go语言开发的 Web 框架中，有两款著名 Web 框架分别是 Martini 和 Gin，两款 Web 框架相比较的话，Gin 自己说它比 Martini 要强很多。
Gin 是 Go语言写的一个 web 框架，它具有运行速度快，分组的路由器，良好的崩溃捕获和错误处理，非常好的支持中间件和 json。总之在 Go语言开发领域是一款值得好好研究的 Web 框架，开源网址：https://github.com/gin-gonic/gin
首先需要安装，安装比较简单，使用go get即可：
go get gopkg.in/gin-gonic/gin.v1
Hello World
使用Gin实现Hello world非常简单，创建一个router，然后使用其Run的方法：
import (
"gopkg.in/gin-gonic/gin.v1"
"net/http"
)
func main(){
router := gin.Default()
router.GET("/", func(c *gin.Context) {
c.String(http.StatusOK, "Hello World")
})
router.Run(":8000")
}
简单几行代码，就能实现一个web服务。使用gin的Default方法创建一个路由handler。然后通过HTTP方法绑定路由规则和路由函数。不同于net/http库的路由函数，gin进行了封装，把request和response都封装到gin.Context的上下文环境。最后是启动路由的Run方法监听端口。麻雀虽小，五脏俱全。当然，除了GET方法，gin也支持POST,PUT,DELETE,OPTION等常用的restful方法。
restful路由
gin的路由来自httprouter库。因此httprouter具有的功能，gin也具有，不过gin不支持路由正则表达式：
func main(){
router := gin.Default()
router.GET("/user/:name", func(c *gin.Context) {
name := c.Param("name")
c.String(http.StatusOK, "Hello %s", name)
})
}
冒号:加上一个参数名组成路由参数。可以使用c.Params的方法读取其值。当然这个值是字串string。诸如/user/rsj217，和/user/hello都可以匹配，而/user/和/user/rsj217/不会被匹配。
curl http://127.0.0.1:8000/user/rsj217
Hello rsj217% curl http://127.0.0.1:8000/user/rsj217/
404 page not found% curl http://127.0.0.1:8000/user/
404 page not found%
冒号:加上一个参数名组成路由参数。可以使用c.Params的方法读取其值。当然这个值是字串string。诸如/user/rsj217，和/user/hello都可以匹配，而/user/和/user/rsj217/不会被匹配。
curl http://127.0.0.1:8000/user/rsj217
Hello rsj217% curl http://127.0.0.1:8000/user/rsj217/
404 page not found% curl http://127.0.0.1:8000/user/
404 page not found%
除了:，gin还提供了*号处理参数，*号能匹配的规则就更多。
func main(){
router := gin.Default()
router.GET("/user/:name/*action", func(c *gin.Context) {
name := c.Param("name")
action := c.Param("action")
message := name + " is " + action
c.String(http.StatusOK, message)
})
}
访问效果如下
curl http://127.0.0.1:8000/user/rsj217/
rsj217 is /% curl http://127.0.0.1:8000/user/rsj217/中国
rsj217 is /中国%
query string参数与body参数
web提供的服务通常是client和server的交互。其中客户端向服务器发送请求，除了路由参数，其他的参数无非两种，查询字符串query string和报文体body参数。所谓query string，即路由用，用?以后连接的key1=value2&key2=value2的形式的参数。当然这个key-value是经过urlencode编码。
query string
对于参数的处理，经常会出现参数不存在的情况，对于是否提供默认值，gin也考虑了，并且给出了一个优雅的方案：
func main(){
router := gin.Default()
router.GET("/welcome", func(c *gin.Context) {
firstname := c.DefaultQuery("firstname", "Guest")
lastname := c.Query("lastname")
c.String(http.StatusOK, "Hello %s %s", firstname, lastname)
})
router.Run()
}
使用c.DefaultQuery方法读取参数，其中当参数不存在的时候，提供一个默认值。使用Query方法读取正常参数，当参数不存在的时候，返回空字串：
curl http://127.0.0.1:8000/welcome
Hello Guest % curl http://127.0.0.1:8000/welcome\?firstname\=中国
Hello 中国 % curl http://127.0.0.1:8000/welcome\?firstname\=中国\&lastname\=天朝
Hello 中国 天朝% curl http://127.0.0.1:8000/welcome\?firstname\=\&lastname\=天朝
Hello 天朝%
curl http://127.0.0.1:8000/welcome\?firstname\=%E4%B8%AD%E5%9B%BD
Hello 中国 %
之所以使用中文，是为了说明urlencode。注意，当firstname为空字串的时候，并不会使用默认的Guest值，空值也是值，DefaultQuery只作用于key不存在的时候，提供默认值。
body
http的报文体传输数据就比query string稍微复杂一点，常见的格式就有四种。例如application/json，application/x-www-form-urlencoded, application/xml和multipart/form-data。后面一个主要用于图片上传。json格式的很好理解，urlencode其实也不难，无非就是把query string的内容，放到了body体里，同样也需要urlencode。默认情况下，c.PostFROM解析的是x-www-form-urlencoded或from-data的参数。
func main(){
router := gin.Default()
router.POST("/form_post", func(c *gin.Context) {
message := c.PostForm("message")
nick := c.DefaultPostForm("nick", "anonymous")
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"status": gin.H{
"status_code": http.StatusOK,
"status": "ok",
},
"message": message,
"nick": nick,
})
})
}
与get处理query参数一样，post方法也提供了处理默认参数的情况。同理，如果参数不存在，将会得到空字串。
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/form_post -H "Content-Type:application/x-www-form-urlencoded" -d "message=hello&nick=rsj217" | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 104 100 79 100 25 48555 15365 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 79000
{
"message": "hello",
"nick": "rsj217",
"status": {
"status": "ok",
"status_code": 200
}
}
发送数据给服务端，并不是post方法才行，put方法一样也可以。同时querystring和body也不是分开的，两个同时发送也可以：
func main(){
router := gin.Default()
router.PUT("/post", func(c *gin.Context) {
id := c.Query("id")
page := c.DefaultQuery("page", "0")
name := c.PostForm("name")
message := c.PostForm("message")
fmt.Printf("id: %s; page: %s; name: %s; message: %s \n", id, page, name, message)
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"status_code": http.StatusOK,
})
})
}
上面的例子，展示了同时使用查询字串和body参数发送数据给服务器。
文件上传
上传单个文件
前面介绍了基本的发送数据，其中multipart/form-data转用于文件上传。gin文件上传也很方便，和原生的net/http方法类似，不同在于gin把原生的request封装到c.Request中了。
func main(){
router := gin.Default()
router.POST("/upload", func(c *gin.Context) {
name := c.PostForm("name")
fmt.Println(name)
file, header, err := c.Request.FormFile("upload")
if err != nil {
c.String(http.StatusBadRequest, "Bad request")
return
}
filename := header.Filename
fmt.Println(file, err, filename)
out, err := os.Create(filename)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer out.Close()
_, err = io.Copy(out, file)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
c.String(http.StatusCreated, "upload successful")
})
router.Run(":8000")
}
使用c.Request.FormFile解析客户端文件name属性。如果不传文件，则会抛错，因此需要处理这个错误。一种方式是直接返回。然后使用os的操作，把文件数据复制到硬盘上。
使用下面的命令可以测试上传，注意upload为c.Request.FormFile指定的参数，其值必须要是绝对路径：
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/upload -F "upload=@/Users/ghost/Desktop/pic.jpg" -H "Content-Type: multipart/form-data"
表单上传
上面我们使用的都是curl上传，实际上，用户上传图片更多是通过表单，或者ajax和一些requests的请求完成。下面展示一下web的form表单如何上传。
我们先要写一个表单页面，因此需要引入gin如何render模板。前面我们见识了c.String和c.JSON。下面就来看看c.HTML方法。
首先需要定义一个模板的文件夹。然后调用c.HTML渲染模板，可以通过gin.H给模板传值。至此，无论是String，JSON还是HTML，以及后面的XML和YAML，都可以看到Gin封装的接口简明易用。
创建一个文件夹templates，然后再里面创建html文件upload.html:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>upload</title>
</head>
<body>
<h3>Single Upload</h3>
<form action="/upload", method="post" enctype="multipart/form-data">
<input type="text" value="hello gin" />
<input type="file" name="upload" />
<input type="submit" value="upload" />
</form>
<h3>Multi Upload</h3>
<form action="/multi/upload", method="post" enctype="multipart/form-data">
<input type="text" value="hello gin" />
<input type="file" name="upload" />
<input type="file" name="upload" />
<input type="submit" value="upload" />
</form>
</body>
</html>
upload 很简单，没有参数。一个用于单个文件上传，一个用于多个文件上传。
router.LoadHTMLGlob("templates/*")
router.GET("/upload", func(c *gin.Context) {
c.HTML(http.StatusOK, "upload.html", gin.H{})
})
使用LoadHTMLGlob定义模板文件路径。
参数绑定
我们已经见识了x-www-form-urlencoded类型的参数处理，现在越来越多的应用习惯使用JSON来通信，也就是无论返回的response还是提交的request，其content-type类型都是application/json的格式。而对于一些旧的web表单页还是x-www-form-urlencoded的形式，这就需要我们的服务器能改hold住这多种content-type的参数了。
Python的世界里很好解决，毕竟动态语言不需要实现定义数据模型。因此可以写一个装饰器将两个格式的数据封装成一个数据模型。golang中要处理并非易事，好在有gin，他们的model bind功能非常强大。
type User struct {
Username string `form:"username" json:"username" binding:"required"`
Passwd string `form:"passwd" json:"passwd" bdinding:"required"`
Age int `form:"age" json:"age"`
}
func main(){
router := gin.Default()
router.POST("/login", func(c *gin.Context) {
var user User
var err error
contentType := c.Request.Header.Get("Content-Type")
switch contentType {
case "application/json":
err = c.BindJSON(&user)
case "application/x-www-form-urlencoded":
err = c.BindWith(&user, binding.Form)
}
if err != nil {
fmt.Println(err)
log.Fatal(err)
}
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"user": user.Username,
"passwd": user.Passwd,
"age": user.Age,
})
})
}
先定义一个User模型结构体，然后针对客户端的content-type，一次使BindJSON和BindWith方法。
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/x-www-form-urlencoded" -d "username=rsj217&passwd=123&age=21" | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 79 100 46 100 33 41181 29543 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 46000
{
"age": 21,
"passwd": "123",
"username": "rsj217"
}
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/x-www-form-urlencoded" -d "username=rsj217&passwd=123&new=21" | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 78 100 45 100 33 37751 27684 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 45000
{
"age": 0,
"passwd": "123",
"username": "rsj217"
}
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/x-www-form-urlencoded" -d "username=rsj217&new=21" | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
0 0 0 0 0 0 0 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 0curl: (52) Empty reply from server
No JSON object could be decoded
可以看到，结构体中，设置了binding标签的字段（username和passwd），如果没传会抛错误。非banding的字段（age），对于客户端没有传，User结构会用零值填充。对于User结构没有的参数，会自动被忽略。
改成json的效果类似：
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/json" -d '{"username": "rsj217", "passwd": "123", "age": 21}' | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 96 100 46 100 50 32670 35511 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 50000
{
"age": 21,
"passwd": "123",
"username": "rsj217"
}
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/json" -d '{"username": "rsj217", "passwd": "123", "new": 21}' | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 95 100 45 100 50 49559 55066 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 50000
{
"age": 0,
"passwd": "123",
"username": "rsj217"
}
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/json" -d '{"username": "rsj217", "new": 21}' | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
0 0 0 0 0 0 0 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 0curl: (52) Empty reply from server
No JSON object could be decoded
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/login -H "Content-Type:application/json" -d '{"username": "rsj217", "passwd": 123, "new": 21}' | python -m json.tool
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
0 0 0 0 0 0 0 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 0curl: (52) Empty reply from server
No JSON object could be decoded
当然，gin还提供了更加高级方法，c.Bind，它会更加content-type自动推断是bind表单还是json的参数。
router.POST("/login", func(c *gin.Context) {
var user User
err := c.Bind(&user)
if err != nil {
fmt.Println(err)
log.Fatal(err)
}
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"username": user.Username,
"passwd": user.Passwd,
"age": user.Age,
})
})
多格式渲染
既然请求可以使用不同的content-type，响应也如此。通常响应会有html，text，plain，json和xml等。
gin提供了很优雅的渲染方法。到目前为止，我们已经见识了c.String， c.JSON，c.HTML，下面介绍一下c.XML。
router.GET("/render", func(c *gin.Context) {
contentType := c.DefaultQuery("content_type", "json")
if contentType == "json" {
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"user": "rsj217",
"passwd": "123",
})
} else if contentType == "xml" {
c.XML(http.StatusOK, gin.H{
"user": "rsj217",
"passwd": "123",
})
}
})
结果如下：
curl http://127.0.0.1:8000/render\?content_type\=json
{"passwd":"123","user":"rsj217"}
curl http://127.0.0.1:8000/render\?content_type\=xml
<map><user>rsj217</user><passwd>123</passwd></map>%
重定向
gin对于重定向的请求，相当简单。调用上下文的Redirect方法：
router.GET("/redict/google", func(c *gin.Context) {
c.Redirect(http.StatusMovedPermanently, "https://google.com")
})
分组路由
熟悉Flask的同学应该很了解蓝图分组。Flask提供了蓝图用于管理组织分组api。gin也提供了这样的功能，让你的代码逻辑更加模块化，同时分组也易于定义中间件的使用范围。
v1 := router.Group("/v1")
v1.GET("/login", func(c *gin.Context) {
c.String(http.StatusOK, "v1 login")
})
v2 := router.Group("/v2")
v2.GET("/login", func(c *gin.Context) {
c.String(http.StatusOK, "v2 login")
})
访问效果如下：
curl http://127.0.0.1:8000/v1/login
v1 login%
curl http://127.0.0.1:8000/v2/login
v2 login%
middleware中间件
golang的net/http设计的一大特点就是特别容易构建中间件。gin也提供了类似的中间件。需要注意的是中间件只对注册过的路由函数起作用。对于分组路由，嵌套使用中间件，可以限定中间件的作用范围。中间件分为全局中间件，单个路由中间件和群组中间件。
全局中间件
先定义一个中间件函数：
func MiddleWare() gin.HandlerFunc {
return func(c *gin.Context) {
fmt.Println("before middleware")
c.Set("request", "clinet_request")
c.Next()
fmt.Println("before middleware")
}
}
该函数很简单，只会给c上下文添加一个属性，并赋值。后面的路由处理器，可以根据被中间件装饰后提取其值。需要注意，虽然名为全局中间件，只要注册中间件的过程之前设置的路由，将不会受注册的中间件所影响。只有注册了中间件一下代码的路由函数规则，才会被中间件装饰。
router.Use(MiddleWare())
{
router.GET("/middleware", func(c *gin.Context) {
request := c.MustGet("request").(string)
req, _ := c.Get("request")
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"middile_request": request,
"request": req,
})
})
}
使用router装饰中间件，然后在/middlerware即可读取request的值，注意在router.Use(MiddleWare())代码以上的路由函数，将不会有被中间件装饰的效果。
curl http://127.0.0.1:8000/middleware
{"middile_request":"clinet_request","request":"clinet_request"}
如果没有注册就使用MustGet方法读取c的值将会抛错，可以使用Get方法取而代之。
上面的注册装饰方式，会让所有下面所写的代码都默认使用了router的注册过的中间件。
单个路由中间件
当然，gin也提供了针对指定的路由函数进行注册。
router.GET("/before", MiddleWare(), func(c *gin.Context) {
request := c.MustGet("request").(string)
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"middile_request": request,
})
})
把上述代码写在 router.Use(Middleware())之前，同样也能看见/before被装饰了中间件。
群组中间件
群组的中间件也类似，只要在对于的群组路由上注册中间件函数即可：
authorized := router.Group("/", MyMiddelware())
// 或者这样用：
authorized := router.Group("/")
authorized.Use(MyMiddelware())
{
authorized.POST("/login", loginEndpoint)
}
群组可以嵌套，因为中间件也可以根据群组的嵌套规则嵌套。
中间件实践
中间件最大的作用，莫过于用于一些记录log，错误handler，还有就是对部分接口的鉴权。下面就实现一个简易的鉴权中间件。
router.GET("/auth/signin", func(c *gin.Context) {
cookie := &http.Cookie{
Name: "session_id",
Value: "123",
Path: "/",
HttpOnly: true,
}
http.SetCookie(c.Writer, cookie)
c.String(http.StatusOK, "Login successful")
})
router.GET("/home", AuthMiddleWare(), func(c *gin.Context) {
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"data": "home"})
})
登录函数会设置一个session_id的cookie，注意这里需要指定path为/，不然gin会自动设置cookie的path为/auth，一个特别奇怪的问题。/homne的逻辑很简单，使用中间件AuthMiddleWare注册之后，将会先执行AuthMiddleWare的逻辑，然后才到/home的逻辑。
AuthMiddleWare的代码如下：
func AuthMiddleWare() gin.HandlerFunc {
return func(c *gin.Context) {
if cookie, err := c.Request.Cookie("session_id"); err == nil {
value := cookie.Value
fmt.Println(value)
if value == "123" {
c.Next()
return
}
}
c.JSON(http.StatusUnauthorized, gin.H{
"error": "Unauthorized",
})
c.Abort()
return
}
}
从上下文的请求中读取cookie，然后校对cookie，如果有问题，则终止请求，直接返回，这里使用了c.Abort()方法。
In [7]: resp = requests.get('http://127.0.0.1:8000/home')
In [8]: resp.json()
Out[8]: {u'error': u'Unauthorized'}
In [9]: login = requests.get('http://127.0.0.1:8000/auth/signin')
In [10]: login.cookies
Out[10]: <RequestsCookieJar[Cookie(version=0, name='session_id', value='123', port=None, port_specified=False, domain='127.0.0.1', domain_specified=False, domain_initial_dot=False, path='/', path_specified=True, secure=False, expires=None, discard=True, comment=None, comment_url=None, rest={'HttpOnly': None}, rfc2109=False)]>
In [11]: resp = requests.get('http://127.0.0.1:8000/home', cookies=login.cookies)
In [12]: resp.json()
Out[12]: {u'data': u'home'}
异步协程
golang的高并发一大利器就是协程。gin里可以借助协程实现异步任务。因为涉及异步过程，请求的上下文需要copy到异步的上下文，并且这个上下文是只读的。
router.GET("/sync", func(c *gin.Context) {
time.Sleep(5 * time.Second)
log.Println("Done! in path" + c.Request.URL.Path)
})
router.GET("/async", func(c *gin.Context) {
cCp := c.Copy()
go func() {
time.Sleep(5 * time.Second)
log.Println("Done! in path" + cCp.Request.URL.Path)
}()
})
在请求的时候，sleep5秒钟，同步的逻辑可以看到，服务的进程睡眠了。异步的逻辑则看到响应返回了，然后程序还在后台的协程处理。
自定义router
gin不仅可以使用框架本身的router进行Run，也可以配合使用net/http本身的功能：
func main() {
router := gin.Default()
http.ListenAndServe(":8080", router)
}
或者
func main() {
router := gin.Default()
s := &http.Server{
Addr: ":8000",
Handler: router,
ReadTimeout: 10 * time.Second,
WriteTimeout: 10 * time.Second,
MaxHeaderBytes: 1 << 20,
}
s.ListenAndServe()
}
当然还有一个优雅的重启和结束进程的方案。后面将会探索使用supervisor管理golang的进程。
总结
Gin是一个轻巧而强大的golang web框架。涉及常见开发的功能，我们都做了简单的介绍。关于服务的启动，请求参数的处理和响应格式的渲染，以及针对上传和中间件鉴权做了例子。更好的掌握来自实践，同时gin的源码注释很详细，可以阅读源码了解更多详细的功能和魔法特性。
