自定义路由器设计

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小牛编辑

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2023-12-01

HTTP路由

HTTP路由组件负责将HTTP请求交到对应的函数处理(或者是一个struct的方法)，如前面小节所描述的结构图，路由在框架中相当于一个事件处理器，而这个事件包括：

用户请求的路径(path)(例如:/user/123,/article/123)，当然还有查询串信息(例如?id=11)
HTTP的请求方法(method)(GET、POST、PUT、DELETE、PATCH等)

路由器就是根据用户请求的事件信息转发到相应的处理函数(控制层)。

默认的路由实现

在3.4小节有过介绍Go的http包的详解，里面介绍了Go的http包如何设计和实现路由，这里继续以一个例子来说明：

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))

上面的例子调用了http默认的DefaultServeMux来添加路由，需要提供两个参数，第一个参数是希望用户访问此资源的URL路径(保存在r.URL.Path)，第二参数是即将要执行的函数，以提供用户访问的资源。路由的思路主要集中在两点：

添加路由信息
根据用户请求转发到要执行的函数

Go默认的路由添加是通过函数http.Handle和http.HandleFunc等来添加，底层都是调用了DefaultServeMux.Handle(pattern string, handler Handler),这个函数会把路由信息存储在一个map信息中map[string]muxEntry，这就解决了上面说的第一点。

Go监听端口，然后接收到tcp连接会扔给Handler来处理，上面的例子默认nil即为http.DefaultServeMux，通过DefaultServeMux.ServeHTTP函数来进行调度，遍历之前存储的map路由信息，和用户访问的URL进行匹配，以查询对应注册的处理函数，这样就实现了上面所说的第二点。

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

beego框架路由实现

目前几乎所有的Web应用路由实现都是基于http默认的路由器，但是Go自带的路由器有几个限制：

不支持参数设定，例如/user/:uid 这种泛类型匹配
无法很好的支持REST模式，无法限制访问的方法，例如上面的例子中，用户访问/foo，可以用GET、POST、DELETE、HEAD等方式访问
一般网站的路由规则太多了，编写繁琐。我前面自己开发了一个API应用，路由规则有三十几条，这种路由多了之后其实可以进一步简化，通过struct的方法进行一种简化

beego框架的路由器基于上面的几点限制考虑设计了一种REST方式的路由实现，路由设计也是基于上面Go默认设计的两点来考虑：存储路由和转发路由

存储路由

针对前面所说的限制点，我们首先要解决参数支持就需要用到正则，第二和第三点我们通过一种变通的方法来解决，REST的方法对应到struct的方法中去，然后路由到struct而不是函数，这样在转发路由的时候就可以根据method来执行不同的方法。

根据上面的思路，我们设计了两个数据类型controllerInfo(保存路径和对应的struct，这里是一个reflect.Type类型)和ControllerRegistor(routers是一个slice用来保存用户添加的路由信息，以及beego框架的应用信息)

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

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

ControllerRegistor对外的接口函数有

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

详细的实现如下所示：

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)

}

静态路由实现

上面我们实现的动态路由的实现，Go的http包默认支持静态文件处理FileServer，由于我们实现了自定义的路由器，那么静态文件也需要自己设定，beego的静态文件夹路径保存在全局变量StaticDir中，StaticDir是一个map类型，实现如下：

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

应用中设置静态路径可以使用如下方式实现：

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

转发路由

转发路由是基于ControllerRegistor里的路由信息来进行转发的，详细的实现如下代码所示：

// 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)
    }
}

使用入门

基于这样的路由设计之后就可以解决前面所说的三个限制点，使用的方式如下所示：

基本的使用注册路由：

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

参数注册：

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

正则匹配：

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