Golang 修饰器编程

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看过 Python 修饰器那篇文章的同学，一定知道这是一种函数式编程的玩法——用一个高阶函数来包装一下。多唠叨一句，关于函数式编程，可以参看我之前写过一篇文章《函数式编程》，这篇文章主要是，想通过从过程式编程的思维方式过渡到函数式编程的思维方式，从而带动更多的人玩函数式编程，所以，如果你想了解一下函数式编程，那么可以移步先阅读一下。所以，Go 语言的修饰器编程模式，其实也就是函数式编程的模式。

不过，要提醒注意的是，Go 语言的“糖”不多，而且又是强类型的静态无虚拟机的语言，所以，无法做到像 Java 和 Python 那样的优雅的修饰器的代码。当然，也许是我才才疏学浅，如果你知道有更多的写法，请你一定告诉我。先谢过了。

我们先来看一个示例：

package main

import "fmt"

func decorator(f func(s string)) func(s string) {return func(s string) {fmt.Println("Started")
                f(s)
                fmt.Println("Done")
        }
}

func Hello(s string) {fmt.Println(s)
}

func main() {decorator(Hello)("Hello, World!")
}

我们可以看到，我们动用了一个高阶函数 decorator()，在调用的时候，先把 Hello() 函数传进去，然后其返回一个匿名函数，这个匿名函数中除了运行了自己的代码，也调用了被传入的 Hello() 函数。

这个玩法和 Python 的异曲同工，只不过，有些遗憾的是，Go 并不支持像 Python 那样的 @decorator 语法糖。所以，在调用上有些难看。当然，如果你要想让代码容易读一些，你可以这样：

hello := decorator(Hello)
hello("Hello")

我们再来看一个和计算运行时间的例子：

package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
  "runtime"
  "time"
)

type SumFunc func(int64, int64) int64

func getFunctionName(i interface{}) string {return runtime.FuncForPC(reflect.ValueOf(i).Pointer()).Name()}

func timedSumFunc(f SumFunc) SumFunc {return func(start, end int64) int64 {defer func(t time.Time) {fmt.Printf("--- Time Elapsed (%s): %v ---/n", 
          getFunctionName(f), time.Since(t))
    }(time.Now())

    return f(start, end)
  }
}

func Sum1(start, end int64) int64 {
  var sum int64
  sum = 0
  if start > end {start, end = end, start}
  for i := start; i <= end; i++ {sum += i}
  return sum
}

func Sum2(start, end int64) int64 {
  if start > end {start, end = end, start}
  return (end - start + 1) * (end + start) / 2
}

func main() {sum1 := timedSumFunc(Sum1)
  sum2 := timedSumFunc(Sum2)

  fmt.Printf("%d, %d/n", sum1(-10000, 10000000), sum2(-10000, 10000000))
}

关于上面的代码，有几个事说明一下：

1）有两个 Sum 函数，Sum1() 函数就是简单的做个循环，Sum2() 函数动用了数据公式。（注意：start 和 end 有可能有负数的情况）

2）代码中使用了 Go 语言的反射机器来获取函数名。

3）修饰器函数是 timedSumFunc()

运行后输出：

$ go run time.sum.go
--- Time Elapsed (main.Sum1): 3.557469ms ---
--- Time Elapsed (main.Sum2): 291ns ---
49999954995000, 49999954995000

我们再来看一个处理 HTTP 请求的相关的例子。

先看一个简单的 HTTP Server 的代码。

package main

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

func WithServerHeader(h http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Println("--->WithServerHeader()")
                w.Header().Set("Server", "HelloServer v0.0.1")
                h(w, r)
        }
}

func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Printf("Recieved Request %s from %s/n", r.URL.Path, r.RemoteAddr)
        fmt.Fprintf(w, "Hello, World!"+r.URL.Path)
}

func main() {http.HandleFunc("/v1/hello", WithServerHeader(hello))
        err := http.ListenAndServe(":8080", nil)
        if err != nil {log.Fatal("ListenAndServe:", err)
        }
}

package main

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

func WithServerHeader(h http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Println("--->WithServerHeader()")
                w.Header().Set("Server", "HelloServer v0.0.1")
                h(w, r)
        }
}

func WithAuthCookie(h http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Println("--->WithAuthCookie()")
                cookie := &http.Cookie{Name: "Auth", Value: "Pass", Path: "/"}
                http.SetCookie(w, cookie)
                h(w, r)
        }
}

func WithBasicAuth(h http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Println("--->WithBasicAuth()")
                cookie, err := r.Cookie("Auth")
                if err != nil || cookie.Value != "Pass" {w.WriteHeader(http.StatusForbidden)
                        return
                }
                h(w, r)
        }
}

func WithDebugLog(h http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Println("--->WithDebugLog")
                r.ParseForm()
                log.Println(r.Form)
                log.Println("path", r.URL.Path)
                log.Println("scheme", r.URL.Scheme)
                log.Println(r.Form["url_long"])
                for k, v := range r.Form {log.Println("key:", k)
                        log.Println("val:", strings.Join(v, ""))
                }
                h(w, r)
        }
}
func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {log.Printf("Recieved Request %s from %s/n", r.URL.Path, r.RemoteAddr)
        fmt.Fprintf(w, "Hello, World!"+r.URL.Path)
}

func main() {http.HandleFunc("/v1/hello", WithServerHeader(WithAuthCookie(hello)))
        http.HandleFunc("/v2/hello", WithServerHeader(WithBasicAuth(hello)))
        http.HandleFunc("/v3/hello", WithServerHeader(WithBasicAuth(WithDebugLog(hello))))
        err := http.ListenAndServe(":8080", nil)
        if err != nil {log.Fatal("ListenAndServe:", err)
        }
}

type HttpHandlerDecorator func(http.HandlerFunc) http.HandlerFunc

func Handler(h http.HandlerFunc, decors ...HttpHandlerDecorator) http.HandlerFunc {
        for i := range decors {d := decors[len(decors)-1-i] // iterate in reverse
                h = d(h)
        }
        return h
}

然后，我们就可以像下面这样使用了。

http.HandleFunc("/v4/hello", Handler(hello,
                WithServerHeader, WithBasicAuth, WithDebugLog))

这样的代码是不是更易读了一些？pipeline 的功能也就出来了。

不过，对于 Go 的修饰器模式，还有一个小问题 —— 好像无法做到泛型，就像上面那个计算时间的函数一样，其代码耦合了需要被修饰的函数的接口类型，无法做到非常通用，如果这个事解决不了，那么，这个修饰器模式还是有点不好用的。

因为 Go 语言不像 Python 和 Java，Python 是动态语言，而 Java 有语言虚拟机，所以他们可以干好些比较变态的事，然而 Go 语言是一个静态的语言，这意味着其类型需要在编译时就要搞定，否则无法编译。不过，Go 语言支持的最大的泛型是 interface{} 还有比较简单的 reflection 机制，在上面做做文章，应该还是可以搞定的。

废话不说，下面是我用 reflection 机制写的一个比较通用的修饰器（为了便于阅读，我删除了出错判断代码）

func Decorator(decoPtr, fn interface{}) (err error) {
        var decoratedFunc, targetFunc reflect.Value

        decoratedFunc = reflect.ValueOf(decoPtr).Elem()
        targetFunc = reflect.ValueOf(fn)

        v := reflect.MakeFunc(targetFunc.Type(),
                func(in []reflect.Value) (out []reflect.Value) {fmt.Println("before")
                        out = targetFunc.Call(in)
                        fmt.Println("after")
                        return
                })

        decoratedFunc.Set(v)
        return
}

上面的代码动用了 reflect.MakeFunc() 函数制出了一个新的函数其中的 targetFunc.Call(in) 调用了被修饰的函数。关于 Go 语言的反射机制，推荐官方文章 ——《The Laws of Reflection》，在这里我不多说了。

上面这个 Decorator() 需要两个参数，

• 第一个是出参 decoPtr，就是完成修饰后的函数
• 第二个是入参 fn，就是需要修饰的函数

这样写是不是有些二？的确是的。不过，这是我个人在 Go 语言里所能写出来的最好的的代码了。如果你知道更多优雅的，请你一定告诉我！

好的，让我们来看一下使用效果。首先假设我们有两个需要修饰的函数：

func foo(a, b, c int) int {fmt.Printf("%d, %d, %d /n", a, b, c)
        return a + b + c
}

func bar(a, b string) string {fmt.Printf("%s, %s /n", a, b)
        return a + b
}

然后，我们可以这样做：

type MyFoo func(int, int, int) int
var myfoo MyFoo
Decorator(&myfoo, foo)
myfoo(1, 2, 3)

mybar := bar
Decorator(&mybar, bar)
mybar("hello,", "world!")

好吧，看上去不是那么的漂亮，但是 it works。看样子 Go 语言目前本身的特性无法做成像 Java 或 Python 那样，对此，我们只能多求 Go 语言多放糖了！

Again，如果你有更好的写法，请你一定要告诉我。

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