想必只要是熟悉 Python 的同學(xué)對(duì)裝飾模式一定不會(huì)陌生，這類(lèi) Python 從語(yǔ)法上原生支持的裝飾器，大大提高了裝飾模式在 Python 中的應(yīng)用。盡管 Go 語(yǔ)言中裝飾模式?jīng)]有 Python 中應(yīng)用的那么廣泛，但是它也有其獨(dú)到的地方。接下來(lái)就一起看下裝飾模式在 Go 語(yǔ)言中的應(yīng)用。

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簡(jiǎn)單裝飾器

我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)看一下裝飾器的簡(jiǎn)單應(yīng)用，首先編寫(xiě)一個(gè) hello 函數(shù)：

package main
import "fmt"
func hello() {
    fmt.Println("Hello World!")
}func main() {
    hello()
}

完成上面代碼后，執(zhí)行會(huì)輸出“Hello World!”。接下來(lái)通過(guò)以下方式，在打印“Hello World!”前后各加一行日志：

package main
import "fmt"
func hello() {
    fmt.Println("before")
    fmt.Println("Hello World!")
    fmt.Println("after")
}
func main() {
    hello()
}

代碼執(zhí)行后輸出：

before
Hello World!
after

當(dāng)然我們可以選擇一個(gè)更好的實(shí)現(xiàn)方式，即單獨(dú)編寫(xiě)一個(gè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)打印日志的 logger 函數(shù)，示例如下：

package main
import "fmt"
func logger(f func()) func() {
    return func() {
        fmt.Println("before")
        f()
        fmt.Println("after")
    }
}
func hello() {
    fmt.Println("Hello World!")
}
func main() {
    hello := logger(hello)
    hello()
}

可以看到 logger 函數(shù)接收并返回了一個(gè)函數(shù)，且參數(shù)和返回值的函數(shù)簽名同 hello 一樣。然后我們?cè)谠瓉?lái)調(diào)用 hello() 的位置進(jìn)行如下修改：

hello := logger(hello)
hello()

這樣我們通過(guò) logger 函數(shù)對(duì) hello 函數(shù)的包裝，更加優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)了給 hello 函數(shù)增加日志的功能。執(zhí)行后的打印結(jié)果仍為：

before
Hello World!
after

其實(shí) logger 函數(shù)也就是我們?cè)?Python 中經(jīng)常使用的裝飾器，因?yàn)?logger 函數(shù)不僅可以用于 hello，還可以用于其他任何與 hello 函數(shù)有著同樣簽名的函數(shù)。

當(dāng)然如果想使用 Python 中裝飾器的寫(xiě)法，我們可以這樣做：

package main
import "fmt"
func logger(f func()) func() {
    return func() {
        fmt.Println("before")
        f()
        fmt.Println("after")
    }
}
// 給 hello 函數(shù)打上 logger 裝飾器
@logger
func hello() {
    fmt.Println("Hello World!")
}
func main() {
    // hello 函數(shù)調(diào)用方式不變
    hello()
}

但很遺憾，上面的程序無(wú)法通過(guò)編譯。因?yàn)?Go 語(yǔ)言目前還沒(méi)有像 Python 語(yǔ)言一樣從語(yǔ)法層面提供對(duì)裝飾器語(yǔ)法糖的支持。

裝飾器實(shí)現(xiàn)中間件

盡管 Go 語(yǔ)言中裝飾器的寫(xiě)法不如 Python 語(yǔ)言精簡(jiǎn)，但它被廣泛運(yùn)用于 Web 開(kāi)發(fā)場(chǎng)景的中間件組件中。比如 Gin Web 框架的如下代碼，只要使用過(guò)就肯定會(huì)覺(jué)得熟悉：

package main
import "github.com/gin-gonic/gin"
func main() {
    r := gin.New()
    // 使用中間件
    r.Use(gin.Logger(), gin.Recovery())
    r.GET("/ping", func(c *gin.Context) {
        c.JSON(200, gin.H{
            "message": "pong",
        })
    })
    _ = r.Run(":8888")
}

如示例中使用 gin.Logger() 增加日志，使用 gin.Recovery() 來(lái)處理 panic 異常一樣，在 Gin 框架中可以通過(guò) r.Use(middlewares...) 的方式給路由增加非常多的中間件，來(lái)方便我們攔截路由處理函數(shù)，并在其前后分別做一些處理邏輯。

而 Gin 框架的中間件正是使用裝飾模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下面我們借用 Go 語(yǔ)言自帶的 http 庫(kù)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單模擬。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的 Web Server 程序，其監(jiān)聽(tīng) 8888 端口，當(dāng)訪問(wèn) /hello 路由時(shí)會(huì)進(jìn)入 handleHello 函數(shù)邏輯：

package main
import (
    "fmt"
    "net/http"
)
func loggerMiddleware(f http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
    return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Println("before")
        f(w, r)
        fmt.Println("after")
    }
}
func authMiddleware(f http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
    return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        if token := r.Header.Get("token"); token != "fake_token" {
            _, _ = w.Write([]byte("unauthorized\n"))
            return
        }
        f(w, r)
    }
}
func handleHello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Println("handle hello")
    _, _ = w.Write([]byte("Hello World!\n"))
}
func main() {
    http.HandleFunc("/hello", authMiddleware(loggerMiddleware(handleHello)))
    fmt.Println(http.ListenAndServe(":8888", nil))
}

我們分別使用 loggerMiddleware、authMiddleware 函數(shù)對(duì) handleHello 進(jìn)行了包裝，使其支持打印訪問(wèn)日志和認(rèn)證校驗(yàn)功能。如果我們還需要加入其他中間件攔截功能，可以通過(guò)這種方式進(jìn)行無(wú)限包裝。

啟動(dòng)這個(gè) Server 來(lái)驗(yàn)證下裝飾器：

對(duì)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析可以看到，第一次請(qǐng)求 /hello 接口時(shí)，由于沒(méi)有攜帶認(rèn)證 token，收到了 unauthorized 響應(yīng)。第二次請(qǐng)求時(shí)攜帶了 token，則得到響應(yīng)“Hello World!”，并且后臺(tái)程序打印如下日志：

before
handle hello
after

這說(shuō)明中間件執(zhí)行順序是先由外向內(nèi)進(jìn)入，再由內(nèi)向外返回。而這種一層一層包裝處理邏輯的模型有一個(gè)非常形象且貼切的名字，洋蔥模型。

但用洋蔥模型實(shí)現(xiàn)的中間件有一個(gè)直觀的問(wèn)題。相比于 Gin 框架的中間件寫(xiě)法，這種一層層包裹函數(shù)的寫(xiě)法不如 Gin 框架提供的 r.Use(middlewares...) 寫(xiě)法直觀。

Gin 框架源碼的中間件和 handler 處理函數(shù)實(shí)際上被一起聚合到了路由節(jié)點(diǎn)的 handlers 屬性中。其中 handlers 屬性是 HandlerFunc 類(lèi)型切片。對(duì)應(yīng)到用 http 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的 Web Server 中，就是滿足 func(ResponseWriter, *Request) 類(lèi)型的 handler 切片。

當(dāng)路由接口被調(diào)用時(shí)，Gin 框架就會(huì)像流水線一樣依次調(diào)用執(zhí)行 handlers 切片中的所有函數(shù)，再依次返回。這種思想也有一個(gè)形象的名字，就叫作流水線（Pipeline）。

接下來(lái)我們要做的就是將 handleHello 和兩個(gè)中間件 loggerMiddleware、authMiddleware 聚合到一起，同樣形成一個(gè) Pipeline。

package main
import (
    "fmt"
    "net/http"
)
func authMiddleware(f http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
    return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        if token := r.Header.Get("token"); token != "fake_token" {
            _, _ = w.Write([]byte("unauthorized\n"))
            return
        }
        f(w, r)
    }
}
func loggerMiddleware(f http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
    return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Println("before")
        f(w, r)
        fmt.Println("after")
    }
}
type handler func(http.HandlerFunc) http.HandlerFunc
// 聚合 handler 和 middleware
func pipelineHandlers(h http.HandlerFunc, hs ...handler) http.HandlerFunc {
    for i := range hs {
        h = hs[i](h)
    }
    return h
}
func handleHello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Println("handle hello")
    _, _ = w.Write([]byte("Hello World!\n"))
}
func main() {
    http.HandleFunc("/hello", pipelineHandlers(handleHello, loggerMiddleware, authMiddleware))
    fmt.Println(http.ListenAndServe(":8888", nil))
}

我們借用 pipelineHandlers 函數(shù)將 handler 和 middleware 聚合到一起，實(shí)現(xiàn)了讓這個(gè)簡(jiǎn)單的 Web Server 中間件用法跟 Gin 框架用法相似的效果。

再次啟動(dòng) Server 進(jìn)行驗(yàn)證：

改造成功，跟之前使用洋蔥模型寫(xiě)法的結(jié)果如出一轍。

總結(jié)

簡(jiǎn)單了解了 Go 語(yǔ)言中如何實(shí)現(xiàn)裝飾模式后，我們通過(guò)一個(gè) Web Server 程序中間件，學(xué)習(xí)了裝飾模式在 Go 語(yǔ)言中的應(yīng)用。

需要注意的是，盡管 Go 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的裝飾器有類(lèi)型上的限制，不如 Python 裝飾器那般通用。就像我們最終實(shí)現(xiàn)的 pipelineHandlers 不如 Gin 框架中間件強(qiáng)大，比如不能延遲調(diào)用，通過(guò) c.Next() 控制中間件調(diào)用流等。但不能因?yàn)檫@樣就放棄，因?yàn)?GO 語(yǔ)言裝飾器依然有它的用武之地。

Go 語(yǔ)言是靜態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言不像 Python 那般靈活，所以在實(shí)現(xiàn)上要多費(fèi)一點(diǎn)力氣。希望通過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單的示例，相信對(duì)大家深入學(xué)習(xí) Gin 框架有所幫助。

文章題目：Golang 常見(jiàn)設(shè)計(jì)模式之裝飾模式
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