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詳解Go語言RESTful JSON API創(chuàng)建

RESTful API在Web項目開發(fā)中廣泛使用，本文針對Go語言如何一步步實現(xiàn)RESTful JSON API進行講解，另外也會涉及到RESTful設(shè)計方面的話題。

也許我們之前有使用過各種各樣的API, 當我們遇到設(shè)計很糟糕的API的時候，簡直感覺崩潰至極。希望通過本文之后，能對設(shè)計良好的RESTful API有一個初步認識。

JSON API是什么?

JSON之前，很多網(wǎng)站都通過XML進行數(shù)據(jù)交換。如果在使用過XML之后，再接觸JSON, 毫無疑問，你會覺得世界多么美好。這里不深入JSON API的介紹，有興趣可以參考jsonapi。

基本的Web服務(wù)器

從根本上講，RESTful服務(wù)首先是Web服務(wù)。因此我們可以先看看Go語言中基本的Web服務(wù)器是如何實現(xiàn)的。下面例子實現(xiàn)了一個簡單的Web服務(wù)器，對于任何請求，服務(wù)器都響應(yīng)請求的URL回去。

package main

import (
  "fmt"
  "html"
  "log"
  "net/http"
)

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

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

上面基本的web服務(wù)器使用Go標準庫的兩個基本函數(shù)HandleFunc和ListenAndServe。

func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
  DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
}

func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
  server := Server{Addr: addr, Handler: handler}
  return server.ListenAndServe()
}

運行上面的基本web服務(wù)，就可以直接通過瀏覽器訪問http://localhost:8080來訪問。

> go run basic_server.go

添加路由

雖然標準庫包含有router, 但是我發(fā)現(xiàn)很多人對它的工作原理感覺很困惑。我在自己的項目中使用過各種不同的第三方router庫。最值得一提的是Gorilla Web ToolKit的mux router。

另外一個流行的router是來自Julien Schmidt的叫做httprouter的包。

package main

import (
  "fmt"
  "html"
  "log"
  "net/http"

  "github.com/gorilla/mux"
)

func main() {
  router := mux.NewRouter().StrictSlash(true)
  router.HandleFunc("/", Index)

  log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", router))
}

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

要運行上面的代碼，首先使用go get獲取mux router的源代碼：

> go get github.com/gorilla/mux

上面代碼創(chuàng)建了一個基本的路由器，給請求"/"賦予Index處理器，當客戶端請求http://localhost:8080/的時候，就會執(zhí)行Index處理器。

如果你足夠細心，你會發(fā)現(xiàn)之前的基本web服務(wù)訪問http://localhost:8080/abc能正常響應(yīng): 'Hello, "/abc"', 但是在添加了路由之后，就只能訪問http://localhost:8080了。原因很簡單，因為我們只添加了對"/"的解析，其他的路由都是無效路由，因此都是404。

創(chuàng)建一些基本的路由

既然我們加入了路由，那么我們就可以再添加更多路由進來了。

假設(shè)我們要創(chuàng)建一個基本的ToDo應(yīng)用，于是我們的代碼就變成下面這樣：

package main

import (
  "fmt"
  "log"
  "net/http"

  "github.com/gorilla/mux"
)

func main() {
  router := mux.NewRouter().StrictSlash(true)
  router.HandleFunc("/", Index)
  router.HandleFunc("/todos", TodoIndex)
  router.HandleFunc("/todos/{todoId}", TodoShow)

  log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", router))
}

func Index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  fmt.Fprintln(w, "Welcome!")
}

func TodoIndex(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  fmt.Fprintln(w, "Todo Index!")
}

func TodoShow(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  vars := mux.Vars(r)
  todoId := vars["todoId"]
  fmt.Fprintln(w, "Todo Show:", todoId)
}

在這里我們添加了另外兩個路由: todos和todos/{todoId}。

這就是RESTful API設(shè)計的開始。

請注意最后一個路由我們給路由后面添加了一個變量叫做todoId。

這樣就允許我們傳遞id給路由，并且能使用具體的記錄來響應(yīng)請求。

基本模型

路由現(xiàn)在已經(jīng)就緒，是時候創(chuàng)建Model了，可以用model發(fā)送和檢索數(shù)據(jù)。在Go語言中，model可以使用結(jié)構(gòu)體來實現(xiàn)，而其他語言中model一般都是使用類來實現(xiàn)。

package main

import (
  "time"
)

type Todo struct {
  Name   string
  Completed bool
  Due    time.Time
}

type Todos []Todo

上面我們定義了一個Todo結(jié)構(gòu)體，用于表示待做項。另外我們還定義了一種類型Todos, 它表示待做列表，是一個數(shù)組，或者說是一個分片。

稍后你就會看到這樣會變得非常有用。

返回一些JSON

我們有了基本的模型，那么我們可以模擬一些真實的響應(yīng)了。我們可以為TodoIndex模擬一些靜態(tài)的數(shù)據(jù)列表。

package main

import (
  "encoding/json"
  "fmt"
  "log"
  "net/http"

  "github.com/gorilla/mux"
)

// ...

func TodoIndex(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  todos := Todos{
    Todo{Name: "Write presentation"},
    Todo{Name: "Host meetup"},
  }

  json.NewEncoder(w).Encode(todos)
}

// ...

現(xiàn)在我們創(chuàng)建了一個靜態(tài)的Todos分片來響應(yīng)客戶端請求。注意，如果你請求http://localhost:8080/todos, 就會得到下面的響應(yīng):

[
  {
    "Name": "Write presentation",
    "Completed": false,
    "Due": "0001-01-01T00:00:00Z"
  },
  {
    "Name": "Host meetup",
    "Completed": false,
    "Due": "0001-01-01T00:00:00Z"
  }
]

更好的Model

對于經(jīng)驗豐富的老兵來說，你可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個問題。響應(yīng)JSON的每個key都是首字母答寫的，雖然看起來微不足道，但是響應(yīng)JSON的key首字母大寫不是習慣的做法。那么下面教你如何解決這個問題:

type Todo struct {
  Name   string  `json:"name"`
  Completed bool   `json:"completed"`
  Due    time.Time `json:"due"`
}

其實很簡單，就是在結(jié)構(gòu)體中添加標簽屬性，這樣可以完全控制結(jié)構(gòu)體如何編排(marshalled)成JSON。

拆分代碼

到目前為止，我們所有代碼都在一個文件中。顯得雜亂，是時候拆分代碼了。我們可以將代碼按照功能拆分成下面多個文件。

我們準備創(chuàng)建下面的文件，然后將相應(yīng)代碼移到具體的代碼文件中:

main.go: 程序入口文件。
handlers.go: 路由相關(guān)的處理器。
routes.go: 路由。
todo.go: todo相關(guān)的代碼。

package main

import (
  "encoding/json"
  "fmt"
  "net/http"

  "github.com/gorilla/mux"
)

func Index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  fmt.Fprintln(w, "Welcome!")
}

func TodoIndex(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  todos := Todos{
    Todo{Name: "Write presentation"},
    Todo{Name: "Host meetup"},
  }

  if err := json.NewEncoder(w).Encode(todos); err != nil {
    panic(err)
  }
}

func TodoShow(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  vars := mux.Vars(r)
  todoId := vars["todoId"]
  fmt.Fprintln(w, "Todo show:", todoId)
}

package main

import (
  "net/http"

  "github.com/gorilla/mux"
)

type Route struct {
  Name    string
  Method   string
  Pattern   string
  HandlerFunc http.HandlerFunc
}

type Routes []Route

func NewRouter() *mux.Router {

  router := mux.NewRouter().StrictSlash(true)
  for _, route := range routes {
    router.
      Methods(route.Method).
      Path(route.Pattern).
      Name(route.Name).
      Handler(route.HandlerFunc)
  }

  return router
}

var routes = Routes{
  Route{
    "Index",
    "GET",
    "/",
    Index,
  },
  Route{
    "TodoIndex",
    "GET",
    "/todos",
    TodoIndex,
  },
  Route{
    "TodoShow",
    "GET",
    "/todos/{todoId}",
    TodoShow,
  },
}

package main

import "time"

type Todo struct {
  Name   string  `json:"name"`
  Completed bool   `json:"completed"`
  Due    time.Time `json:"due"`
}

type Todos []Todo

package main
import (
  "log"
  "net/http"
)

func main() {
  router := NewRouter()
  log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", router))
}

更好的Routing

我們重構(gòu)的過程中，我們創(chuàng)建了一個更多功能的routes文件。這個新文件利用了一個包含多個關(guān)于路由信息的結(jié)構(gòu)體。注意，這里我們可以指定請求的類型，例如GET, POST, DELETE等等。

輸出Web日志

在拆分的路由文件中，我也包含有一個不可告人的動機。稍后你就會看到，拆分之后很容易使用另外的函數(shù)來修飾http處理器。

首先我們需要有對web請求打日志的能力，就像很多流行web服務(wù)器那樣的。在Go語言中，標準庫里邊沒有web日志包或功能, 因此我們需要自己創(chuàng)建。

package logger
import (
  "log"
  "net/http"
  "time"
)

func Logger(inner http.Handler, name string) http.Handler {
  return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    start := time.Now()
    inner.ServeHTTP(w, r)
    log.Printf(
      "%s\t%s\t%s\t%s",
      r.Method,
      r.RequestURI,
      name,
      time.Since(start),
    )
  })
}

上面我們定義了一個Logger函數(shù)，可以給handler進行包裝修飾。

這是Go語言中非常標準的慣用方式。其實也是函數(shù)式編程的慣用方式。非常有效，我們只需要將Handler傳入該函數(shù)，然后它會將傳入的handler包裝一下，添加web日志和耗時統(tǒng)計功能。

應(yīng)用Logger修飾器

要應(yīng)用Logger修飾符，我們可以創(chuàng)建router，我們只需要簡單的將我們所有的當前路由都包到其中， NewRouter函數(shù)修改如下:

func NewRouter() *mux.Router {

  router := mux.NewRouter().StrictSlash(true)
  for _, route := range routes {
    var handler http.Handler

    handler = route.HandlerFunc
    handler = Logger(handler, route.Name)

    router.
      Methods(route.Method).
      Path(route.Pattern).
      Name(route.Name).
      Handler(handler)
  }

  return router
}

現(xiàn)在再次運行我們的程序，我們就可以看到日志大概如下:

2014/11/19 12:41:39 GET /todos TodoIndex 148.324us

這個路由文件太瘋狂...讓我們重構(gòu)它吧

路由routes文件現(xiàn)在已經(jīng)變得稍微大了些，下面我們將它分解成多個文件:

routes.go
router.go

package main

import "net/http"

type Route struct {
  Name    string
  Method   string
  Pattern   string
  HandlerFunc http.HandlerFunc
}

type Routes []Route

var routes = Routes{
  Route{
    "Index",
    "GET",
    "/",
    Index,
  },
  Route{
    "TodoIndex",
    "GET",
    "/todos",
    TodoIndex,
  },
  Route{
    "TodoShow",
    "GET",
    "/todos/{todoId}",
    TodoShow,
  },
}

package main

import (
  "net/http"

  "github.com/gorilla/mux"
)

func NewRouter() *mux.Router {
  router := mux.NewRouter().StrictSlash(true)
  for _, route := range routes {
    var handler http.Handler
    handler = route.HandlerFunc
    handler = Logger(handler, route.Name)

    router.
      Methods(route.Method).
      Path(route.Pattern).
      Name(route.Name).
      Handler(handler)

  }
  return router
}

另外再承擔一些責任

到目前為止，我們已經(jīng)有了一些相當好的樣板代碼(boilerplate), 是時候重新審視我們的處理器了。我們需要稍微多的責任。首先修改TodoIndex，添加下面兩行代碼:

func TodoIndex(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  todos := Todos{
    Todo{Name: "Write presentation"},
    Todo{Name: "Host meetup"},
  }
  w.Header().Set("Content-Type", "application/json; charset=UTF-8")
  w.WriteHeader(http.StatusOK)
  if err := json.NewEncoder(w).Encode(todos); err != nil {
    panic(err)
  }
}

這里發(fā)生了兩件事。首先，我們設(shè)置了響應(yīng)類型并告訴客戶端期望接受JSON。第二，我們明確的設(shè)置了響應(yīng)狀態(tài)碼。

Go語言的net/http服務(wù)器會嘗試為我們猜測輸出內(nèi)容類型(然而并不是每次都準確的), 但是既然我們已經(jīng)確切的知道響應(yīng)類型，我們總是應(yīng)該自己設(shè)置它。

稍等片刻，我們的數(shù)據(jù)庫在哪里?

很明顯，如果我們要創(chuàng)建RESTful API, 我們需要一些用于存儲和檢索數(shù)據(jù)的地方。然而，這個是不是本文的范圍之內(nèi)，因此我們將簡單的創(chuàng)建一個非常簡陋的模擬數(shù)據(jù)庫(非線程安全的)。

我們創(chuàng)建一個repo.go文件，內(nèi)容如下：

package main

import "fmt"

var currentId int

var todos Todos

// Give us some seed data
func init() {
  RepoCreateTodo(Todo{Name: "Write presentation"})
  RepoCreateTodo(Todo{Name: "Host meetup"})
}

func RepoFindTodo(id int) Todo {
  for _, t := range todos {
    if t.Id == id {
      return t
    }
  }
  // return empty Todo if not found
  return Todo{}
}

func RepoCreateTodo(t Todo) Todo {
  currentId += 1
  t.Id = currentId
  todos = append(todos, t)
  return t
}
func RepoDestroyTodo(id int) error {
  for i, t := range todos {
    if t.Id == id {
      todos = append(todos[:i], todos[i+1:]...)
      return nil
    }
  }
  return fmt.Errorf("Could not find Todo with id of %d to delete", id)
}

給Todo添加ID

我們創(chuàng)建了模擬數(shù)據(jù)庫，我們使用并賦予id, 因此我們相應(yīng)的也需要更新我們的Todo結(jié)構(gòu)體。

package main
import "time"
type Todo struct {
  Id    int    `json:"id"`
  Name   string  `json:"name"`
  Completed bool   `json:"completed"`
  Due    time.Time `json:"due"`
}
type Todos []Todo

更新我們的TodoIndex

要使用數(shù)據(jù)庫，我們需要在TodoIndex中檢索數(shù)據(jù)。修改代碼如下:

func TodoIndex(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  w.Header().Set("Content-Type", "application/json; charset=UTF-8")
  w.WriteHeader(http.StatusOK)
  if err := json.NewEncoder(w).Encode(todos); err != nil {
    panic(err)
  }
}

POST JSON

到目前為止，我們只是輸出JSON, 現(xiàn)在是時候進入存儲一些JSON了。

在routes.go文件中添加如下路由：

Route{
  "TodoCreate",
  "POST",
  "/todos",
  TodoCreate,
},

Create路由

func TodoCreate(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  var todo Todo
  body, err := ioutil.ReadAll(io.LimitReader(r.Body, 1048576))
  if err != nil {
    panic(err)
  }
  if err := r.Body.Close(); err != nil {
    panic(err)
  }
  if err := json.Unmarshal(body, todo); err != nil {
    w.Header().Set("Content-Type", "application/json; charset=UTF-8")
    w.WriteHeader(422) // unprocessable entity
    if err := json.NewEncoder(w).Encode(err); err != nil {
      panic(err)
    }
  }

  t := RepoCreateTodo(todo)
  w.Header().Set("Content-Type", "application/json; charset=UTF-8")
  w.WriteHeader(http.StatusCreated)
  if err := json.NewEncoder(w).Encode(t); err != nil {
    panic(err)
  }
}

首先我們打開請求的body。注意我們使用io.LimitReader。這樣是保護服務(wù)器免受惡意攻擊的好方法。假設(shè)如果有人想要給你服務(wù)器發(fā)送500GB的JSON怎么辦？

我們讀取body以后，我們解構(gòu)Todo結(jié)構(gòu)體。如果失敗，我們作出正確的響應(yīng)，使用恰當?shù)捻憫?yīng)碼422，但是我們依然使用json響應(yīng)回去。這樣可以允許客戶端理解有錯發(fā)生了，而且有辦法知道到底發(fā)生了什么錯誤。

最后，如果所有都通過了，我們就響應(yīng)201狀態(tài)碼，表示請求創(chuàng)建的實體已經(jīng)成功創(chuàng)建了。我們同樣還是響應(yīng)回代表我們創(chuàng)建的實體的json，它會包含一個id, 客戶端可能接下來需要用到它。

POST一些JSON

我們現(xiàn)在有了偽repo, 也有了create路由，那么我們需要post一些數(shù)據(jù)。我們使用curl通過下面的命令來達到這個目的:

復制代碼代碼如下:

curl -H "Content-Type: application/json" -d '{"name": "New Todo"}' http://localhost:8080/todos

如果你再次通過http://localhost:8080/todos訪問，大概會得到下面的響應(yīng):

[
  {
    "id": 1,
    "name": "Write presentation",
    "completed": false,
    "due": "0001-01-01T00:00:00Z"
  },
  {
    "id": 2,
    "name": "Host meetup",
    "completed": false,
    "due": "0001-01-01T00:00:00Z"
  },
  {
    "id": 3,
    "name": "New Todo",
    "completed": false,
    "due": "0001-01-01T00:00:00Z"
  }
]

我們還沒有做的事情

雖然我們已經(jīng)有了很好的開端，但是還有很多事情沒有做：

版本控制: 如果我們需要修改API, 結(jié)果完全改變了怎么辦? 可能我們需要在我們的路由開頭加上/v1/prefix?
授權(quán): 除非這些都是公開/免費API, 我們可能還需要授權(quán)。建議學習JSON web tokens的東西。

eTag - 如果你正在構(gòu)建一些需要擴展的東西，你可能需要實現(xiàn)eTag。

還有什么?

對于所有項目來說，開始都很小，但是很快就變得失控了。但是如果我們想要將它帶到另外一個層次，讓他生產(chǎn)就緒，還有一些額外的事情需要做:

大量重構(gòu)(refactoring).
為這些文件創(chuàng)建幾個包，例如一些JSON助手、修飾符、處理器等等。
測試，使得，你不能忘記這點。這里我們沒有做任何測試。對于生產(chǎn)系統(tǒng)來說，測試是必須的。

源代碼：https://github.com/corylanou/tns-restful-json-api

總結(jié)

對我來說，最重要的，需要記住的是我們要建立一個負責任的API。發(fā)送適當?shù)臓顟B(tài)碼，header等，這些是API廣泛采用的關(guān)鍵。我希望本文能讓你盡快開始自己的API。

參考鏈接

Go語言RESTful JSON API實現(xiàn)
JSON API
Gorilla Web Toolkit
httprouter
JSON Web Tokens
eTag

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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