[goa]golang微服务框架学习（二）-- 代码自动生成

之前用过go语言的反射来做一些代码生成，参考这篇。

但是这种方式，入侵太强，需要执行对应的申明调用, 所以对GOA框架的自动生成非常感兴趣，于是仔细研究了一下，发现用的比较巧妙, 这里先卖个关子，先看看生成的代码目录结构。

这里使用adder的desgin文件来生成：

package design

import (
        . "github.com/goadesign/goa/design"
        . "github.com/goadesign/goa/design/apidsl"
)

var _ = API("adder", func() {
        Title("The adder API")
        Description("A teaser for goa")
        Host("localhost:8080")
        Scheme("http")
})

var _ = Resource("operands", func() {
        Action("add", func() {
                Routing(GET("add/:left/:right"))
                Description("add returns the sum of the left and right parameters in the response body")
                Params(func() {
                        Param("left", Integer, "Left operand")
                        Param("right", Integer, "Right operand")
                })
                Response(OK, "text/plain")
        })

})

然后生成对应的目录结构如下(如果不知道怎么生成，参考第一篇)：

qpzhang@qpzhang:~/gocode/src/goa-adder $tree
.
├── app
│   ├── contexts.go
│   ├── controllers.go
│   ├── hrefs.go
│   ├── media_types.go
│   ├── test
│   │   └── operands.go
│   └── user_types.go
├── client
│   ├── adder-cli
│   │   ├── commands.go
│   │   └── main.go
│   ├── client.go
│   ├── datatypes.go
│   └── operands.go
├── design
│   └── design.go
├── main.go
├── operands.go
└── swagger
    ├── swagger.json
    └── swagger.yaml

• APP目录，生成的框架相关代码,包含HTTP的路由
• client目录，生成是go原生请求server的client测试程序,方便测试
• swagger目录, 生成的swagger文件,可以用swagger来进行API的描述,这样不用自己写API接口文档了（cool）
• 然后是main.go  , 程序的主入口
• operands.go 业务逻辑代码,你需要在这里进行修改

//operands.go

package main

import (
    "github.com/goadesign/goa"
    "goa-adder/app"
)

// OperandsController implements the operands resource.
type OperandsController struct {
    *goa.Controller
}

// NewOperandsController creates a operands controller.
func NewOperandsController(service *goa.Service) *OperandsController {
    return &OperandsController{Controller: service.NewController("OperandsController")}
}

// Add runs the add action.
func (c *OperandsController) Add(ctx *app.AddOperandsContext) error {
    // TBD: implement   在这里写对应的函数逻辑
    return nil
}

非常棒，不用再重复写框架低层那些代码了（路由、编解码等等）。

虽然之前也用过前公司的框架（那个是利用java的反射自动生成代码）,但遇到自动生成代码这事儿，还是止不住兴奋。

这里先不研究生成的框架代码，先研究一下利用go语言是如何自动生成的吧。

一般自动生成可以分三个步骤：

1）通过自描述语言来定义服务和接口（IDL，DSL都OK）

2）解析描述语言，获取元数据(服务名称，接口名称，接口参数神马的）

3）根据元数据，以及框架对应的模板，生成重复的代码部分

我们来看GOA怎么做的，在goagen中加上 --debug 选项，可以保留中间文件。

//使用命令
goagen --debug bootstrap -d goa-adder/design

//生成目录
qpzhang@qpzhang:~/gocode/src/goa-adder $tree -L
.
├── app
├── client
├── design
├── goagen009966755
├── goagen174102868
├── goagen511141286
├── goagen585483469
├── main.go
├── operands.go
└── swagger

├── goagen009966755
│   ├── goagen
│   └── main.go
├── goagen174102868
│   ├── goagen
│   └── main.go
├── goagen511141286
│   ├── goagen
│   └── main.go
├── goagen585483469
│   ├── goagen
│   └── main.go

我们看到，多出几个目录来，而且每个目录，都包含一个main.go和生成的可执行程序，我们随便进入一个目录看看：

//************************************************************************//
// Code Generator
//
// Generated with goagen v0.0.1, command line:
// $ goagen
// --debug bootstrap -d goa-adder/design
//
// The content of this file is auto-generated, DO NOT MODIFY
//************************************************************************//

package main

import (
    "github.com/goadesign/goa/goagen/gen_main"
    "fmt"
    "strings"
    "github.com/goadesign/goa/dslengine"
    _ "goa-adder/design"
)

func main() {
    // Check if there were errors while running the first DSL pass
    dslengine.FailOnError(dslengine.Errors)

    // Now run the secondary DSLs
    dslengine.FailOnError(dslengine.Run())

    files, err := genmain.Generate()
    dslengine.FailOnError(err)

    // We're done
    fmt.Println(strings.Join(files, "\n"))
}

然后看出一些端倪，它先把我们design目录整个包含进来，然后调用引擎里面的函数，进行代码的生成。

这里再回到我们的DSL语言写的文件 design.go

package design

import (
        . "github.com/goadesign/goa/design"
        . "github.com/goadesign/goa/design/apidsl"
)

var _ = API("adder", func() {
        Title("The adder API")
        Description("A teaser for goa")
        Host("localhost:8080")
        Scheme("http")
})

这里的API，其实就是在调用引擎里预先定义好的函数，在那里定义的呢？看源码：

func API(name string, dsl func()) *design.APIDefinition {
    if design.Design.Name != "" {
        dslengine.ReportError("multiple API definitions, only one is allowed")
        return nil
    }
    if !dslengine.IsTopLevelDefinition() {
        dslengine.IncompatibleDSL()
        return nil
    }

    if name == "" {
        dslengine.ReportError("API name cannot be empty")
    }
    design.Design.Name = name
    design.Design.DSLFunc = dsl
    return design.Design
}

API函数的调用，生成了对应的Design实例，然后把元数据(这里是Name 和一个匿名函数） 都保存到内存里面了。

design对象是在程序初始化的时候（源码这里）就定义好了，并把实例注册到生成引擎中去（其实就是把对象实例传过去,方便后续调用）。

后面调用Generate函数来进行代码的自动生成。

大概就是这个意思，确实很巧妙，DSL定义的都是匿名全局变量，全局变量又是对已经定义好的元数据函数的调用（例如：API等），然后通过包引用把DSL文件包含进来，这样元数据都存在对应的实例内存中去了。

然后就可以随便怎么玩了，通过元数据的类型，来生成对应的文件，妙哉！

但是由于要支持各种嵌套、不同类型以及容错等等，所以实现写起来的代码非常多。

不过，我们可以按照这个思路，来实现一个简单的例子：

//main.go

package main

import "fmt"

//定义DSL语言描述的结构体,用于保存DSL里面的数据
type APIDefinition struct {
    // Name of API
    Name string
    // Title of API
    Title string
    // Description of API
    Desc string

    // DSLFunc contains the DSL used to create this definition if any
    DSLFunc func()
}

//实现DSL对应的API,用于实例化
func API(name string, dsl func()) *APIDefinition {
    api := new(APIDefinition)
    api.Name = name
    api.DSLFunc = dsl

    //偷偷赋值
    g_api = api

    return api
}

//对应的Title赋值
func Title(val string) {
    if g_api != nil {
        g_api.Title = val
    }
}

func Description(d string) {
    if g_api != nil {
        g_api.Desc = d
    }
}

//当前design的实例,这里用全局变量示意
var g_api *APIDefinition

//根据内存中的存储数据来进行代码生成
func generateTest() {
    //这里需要执行一下对应的DSLFunc
    g_api.DSLFunc()
    fmt.Println("get Name: ", g_api.Name)
    fmt.Println("get Title: ", g_api.Title)
    fmt.Println("get Desc: ", g_api.Desc)
}

//这里是DSL申明
var _ = API("adder", func() {
    Title("The adder API")
    Description("A teaser for goa")
})

func main() {
    generateTest()
}

最后运行一下执行的结果:

qpzhang@qpzhang:~/gocode/auto-gen $go run main.go
get Name:  adder
get Title:  The adder API
get Desc:  A teaser for goa

我们已经拿到用户在DSL里面定义的数据了(当然，这里DSL描述是直接写到同一个文件里面，省去了合并引入的过程)。

OK，代码的自动生成原理已经知道了，后面就要分析框架整体的架构和代码了。