Go 每日一库之 wire

栏目: IT技术 · 发布时间: 4年前

内容简介:之前的一篇文章先安装工具:

简介

之前的一篇文章 Go 每日一库之 dig 介绍了 uber 开源的依赖注入框架 dig 。读了这篇文章后, @overtalk 推荐了 Google 开源的 wire 工具。所以就有了今天这篇文章,感谢推荐:+1:

wire 是 Google 开源的一个依赖注入工具。它是一个代码生成器,并不是一个框架。我们只需要在一个特殊的 go 文件中告诉 wire 类型之间的依赖关系,它会自动帮我们生成代码,帮助我们创建指定类型的对象,并组装它的依赖。

快速使用

先安装工具:

$ go get github.com/google/wire/cmd/wire

上面的命令会在 $GOPATH/bin 中生成一个可执行程序 wire ,这就是代码生成器。我个人习惯把 $GOPATH/bin 加入系统环境变量 $PATH 中,所以可直接在命令行中执行 wire 命令。

下面我们在一个例子中看看如何使用 wire

现在,我们来到一个黑暗的世界,这个世界中有一个邪恶的怪兽。我们用下面的结构表示,同时编写一个创建方法:

type Monster struct {
  Name string
}

func NewMonster() Monster {
  return Monster{Name: "kitty"}
}

有怪兽肯定就有勇士,结构如下,同样地它也有创建方法:

type Player struct {
  Name string
}

func NewPlayer(name string) Player {
  return Player{Name: name}
}

终于有一天,勇士完成了他的使命,战胜了怪兽:

type Mission struct {
  Player  Player
  Monster Monster
}

func NewMission(p Player, m Monster) Mission {
  return Mission{p, m}
}

func (m Mission) Start() {
  fmt.Printf("%s defeats %s, world peace!\n", m.Player.Name, m.Monster.Name)
}

这可能是某个游戏里面的场景哈,我们看如何将上面的结构组装起来放在一个应用程序中:

func main() {
  monster := NewMonster()
  player := NewPlayer("dj")
  mission := NewMission(player, monster)

  mission.Start()
}

代码量少,结构不复杂的情况下,上面的实现方式确实没什么问题。但是项目庞大到一定程度,结构之间的关系变得非常复杂的时候,这种手动创建每个依赖,然后将它们组装起来的方式就会变得异常繁琐,并且容易出错。这个时候勇士 wire 出现了!

wire 的要求很简单,新建一个 wire.go 文件(文件名可以随意),创建我们的初始化函数。比如,我们要创建并初始化一个 Mission 对象,我们就可以这样:

//+build wireinject

package main

import "github.com/google/wire"

func InitMission(name string) Mission {
  wire.Build(NewMonster, NewPlayer, NewMission)
  return Mission{}
}

首先这个函数的返回值就是我们需要创建的对象类型, wire 只需要知道类型, return 后返回什么不重要。然后在函数中,我们调用 wire.Build() 将创建 Mission 所依赖的类型的构造器传进去。例如,需要调用 NewMission() 创建 Mission 类型, NewMission() 接受两个参数一个 Monster 类型,一个 Player 类型。 Monster 类型对象需要调用 NewMonster() 创建, Player 类型对象需要调用 NewPlayer() 创建。所以 NewMonster()NewPlayer() 我们也需要传给 wire

文件编写完成之后,执行 wire 命令:

$ wire
wire: github.com/darjun/go-daily-lib/wire/get-started/after: \
wrote D:\code\golang\src\github.com\darjun\go-daily-lib\wire\get-started\after\wire_gen.go

我们看看生成的 wire_gen.go 文件:

// Code generated by Wire. DO NOT EDIT.

//go:generate wire
//+build !wireinject

package main

// Injectors from wire.go:

func InitMission(name string) Mission {
  player := NewPlayer(name)
  monster := NewMonster()
  mission := NewMission(player, monster)
  return mission
}

这个 InitMission() 函数是不是和我们在 main.go 中编写的代码一毛一样!接下来,我们可以直接在 main.go 调用 InitMission()

func main() {
  mission := InitMission("dj")

  mission.Start()
}

细心的童鞋可能发现了, wire.gowire_gen.go 文件头部位置都有一个 +build ,不过一个后面是 wireinject ,另一个是 !wireinject+build 其实是 Go 语言的一个特性。类似 C/C++ 的条件编译,在执行 go build 时可传入一些选项,根据这个选项决定某些文件是否编译。 wire 工具只会处理有 wireinject 的文件,所以我们的 wire.go 文件要加上这个。生成的 wire_gen.go 是给我们来使用的, wire 不需要处理,故有 !wireinject

由于现在是两个文件,我们不能用 go run main.go 运行程序,可以用 go run . 运行。运行结果与之前的例子一模一样!

注意,如果你运行时,出现了 InitMission 重定义,那么检查一下你的 //+build wireinjectpackage main 这两行之间是否有空行,这个空行必须要有!见 https://github.com/google/wire/issues/117 。中招的默默在心里打个 1 好嘛:joy:

基础概念

wire 有两个基础概念, Provider (构造器)和 Injector (注入器)。 Provider 实际上就是创建函数,大家意会一下。我们上面 InitMission 就是 Injector 。每个注入器实际上就是一个对象的创建和初始化函数。在这个函数中,我们只需要告诉 wire 要创建什么类型的对象,这个类型的依赖, wire 工具会为我们生成一个函数完成对象的创建和初始化工作。

参数

同样细心的你应该发现了,我们上面编写的 InitMission() 函数带有一个 string 类型的参数。并且在生成的 InitMission() 函数中,这个参数传给了 NewPlayer()NewPlayer() 需要 string 类型的参数,而参数类型就是 string 。所以生成的 InitMission() 函数中,这个参数就被传给了 NewPlayer() 。如果我们让 NewMonster() 也接受一个 string 参数呢?

func NewMonster(name string) Monster {
  return Monster{Name: name}
}

那么生成的 InitMission() 函数中 NewPlayer()NewMonster() 都会得到这个参数:

func InitMission(name string) Mission {
  player := NewPlayer(name)
  monster := NewMonster(name)
  mission := NewMission(player, monster)
  return mission
}

实际上, wire 在生成代码时,构造器需要的参数(或者叫依赖)会从参数中查找或通过其它构造器生成。决定选择哪个参数或构造器完全根据类型。如果参数或构造器生成的对象有类型相同的情况,运行 wire 工具时会报错。如果我们想要定制创建行为,就需要为不同类型创建不同的参数结构:

type PlayerParam string
type MonsterParam string

func NewPlayer(name PlayerParam) Player {
  return Player{Name: string(name)}
}

func NewMonster(name MonsterParam) Monster {
  return Monster{Name: string(name)}
}

func main() {
  mission := InitMission("dj", "kitty")
  mission.Start()
}

// wire.go
func InitMission(p PlayerParam, m MonsterParam) Mission {
  wire.Build(NewPlayer, NewMonster, NewMission)
  return Mission{}
}

生成的代码如下:

func InitMission(m MonsterParam, p PlayerParam) Mission {
  player := NewPlayer(p)
  monster := NewMonster(m)
  mission := NewMission(player, monster)
  return mission
}

在参数比较复杂的时候,建议将参数放在一个结构中。

错误

不是所有的构造操作都能成功,没准勇士出山前就死于小人之手:

func NewPlayer(name string) (Player, error) {
  if time.Now().Unix()%2 == 0 {
    return Player{}, errors.New("player dead")
  }
  return Player{Name: name}, nil
}

我们使创建 随机失败 ,修改注入器 InitMission() 的签名,增加 error 返回值:

func InitMission(name string) (Mission, error) {
  wire.Build(NewMonster, NewPlayer, NewMission)
  return Mission{}, nil
}

生成的代码,会将 NewPlayer() 返回的错误,作为 InitMission() 的返回值:

func InitMission(name string) (Mission, error) {
  player, err := NewPlayer(name)
  if err != nil {
    return Mission{}, err
  }
  monster := NewMonster()
  mission := NewMission(player, monster)
  return mission, nil
}

wire 遵循 fail-fast 的原则,错误必须被处理。如果我们的注入器不返回错误,但构造器返回错误, wire 工具会报错!

高级特性

下面简单介绍一下 wire 的高级特性。

ProviderSet

有时候可能多个类型有相同的依赖,我们每次都将相同的构造器传给 wire.Build() 不仅繁琐,而且不易维护,一个依赖修改了,所有传入 wire.Build() 的地方都要修改。为此, wire 提供了一个 ProviderSet (构造器集合),可以将多个构造器打包成一个集合,后续只需要使用这个集合即可。假设,我们有关勇士和怪兽的故事有两个结局:

type EndingA struct {
  Player  Player
  Monster Monster
}

func NewEndingA(p Player, m Monster) EndingA {
  return EndingA{p, m}
}

func (p EndingA) Appear() {
  fmt.Printf("%s defeats %s, world peace!\n", p.Player.Name, p.Monster.Name)
}

type EndingB struct {
  Player  Player
  Monster Monster
}

func NewEndingB(p Player, m Monster) EndingB {
  return EndingB{p, m}
}

func (p EndingB) Appear() {
  fmt.Printf("%s defeats %s, but become monster, world darker!\n", p.Player.Name, p.Monster.Name)
}

编写两个注入器:

func InitEndingA(name string) EndingA {
  wire.Build(NewMonster, NewPlayer, NewEndingA)
  return EndingA{}
}

func InitEndingB(name string) EndingB {
  wire.Build(NewMonster, NewPlayer, NewEndingB)
  return EndingB{}
}

我们观察到两次调用 wire.Build() 都需要传入 NewMonsterNewPlayer 。两个还好,如果很多的话写起来就麻烦了,而且修改也不容易。这种情况下,我们可以先定义一个 ProviderSet

var monsterPlayerSet = wire.NewSet(NewMonster, NewPlayer)

后续直接使用这个 set

func InitEndingA(name string) EndingA {
  wire.Build(monsterPlayerSet, NewEndingA)
  return EndingA{}
}

func InitEndingB(name string) EndingB {
  wire.Build(monsterPlayerSet, NewEndingB)
  return EndingB{}
}

而后如果要添加或删除某个构造器,直接修改 set 的定义处即可。

结构构造器

因为我们的 EndingAEndingB 的字段只有 PlayerMonster ,我们就不需要显式为它们提供构造器,可以直接使用 wire 提供的 结构构造器 (Struct Provider)。结构构造器创建某个类型的结构,然后用参数或调用其它构造器填充它的字段。例如上面的例子,我们去掉 NewEndingA()NewEndingB() ,然后为它们提供结构构造器:

var monsterPlayerSet = wire.NewSet(NewMonster, NewPlayer)

var endingASet = wire.NewSet(monsterPlayerSet, wire.Struct(new(EndingA), "Player", "Monster"))
var endingBSet = wire.NewSet(monsterPlayerSet, wire.Struct(new(EndingB), "Player", "Monster"))

func InitEndingA(name string) EndingA {
  wire.Build(endingASet)
  return EndingA{}
}

func InitEndingB(name string) EndingB {
  wire.Build(endingBSet)
  return EndingB{}
}

结构构造器使用 wire.Struct 注入,第一个参数固定为 new(结构名) ,后面可接任意多个参数,表示需要为该结构的哪些字段注入值。上面我们需要注入 PlayerMonster 两个字段。或者我们也可以使用通配符 * 表示注入所有字段:

var endingASet = wire.NewSet(monsterPlayerSet, wire.Struct(new(EndingA), "*"))
var endingBSet = wire.NewSet(monsterPlayerSet, wire.Struct(new(EndingB), "*"))

wire 为我们生成正确的代码,非常棒:

func InitEndingA(name string) EndingA {
  player := NewPlayer(name)
  monster := NewMonster()
  endingA := EndingA{
    Player:  player,
    Monster: monster,
  }
  return endingA
}

绑定值

有时候,我们需要为某个类型绑定一个值,而不想依赖构造器每次都创建一个新的值。有些类型天生就是单例,例如配置,数据库对象( sql.DB )。这时我们可以使用 wire.Value 绑定值,使用 wire.InterfaceValue 绑定接口。例如,我们的怪兽一直是一个 Kitty ,我们就不用每次都去创建它了,直接绑定这个值就 ok 了:

var kitty = Monster{Name: "kitty"}

func InitEndingA(name string) EndingA {
  wire.Build(NewPlayer, wire.Value(kitty), NewEndingA)
  return EndingA{}
}

func InitEndingB(name string) EndingB {
  wire.Build(NewPlayer, wire.Value(kitty), NewEndingB)
  return EndingB{}
}

注意一点,这个值每次使用时都会拷贝,需要确保拷贝无副作用:

// wire_gen.go
func InitEndingA(name string) EndingA {
  player := NewPlayer(name)
  monster := _wireMonsterValue
  endingA := NewEndingA(player, monster)
  return endingA
}

var (
  _wireMonsterValue = kitty
)

结构字段作为构造器

有时候我们编写一个构造器,只是简单的返回某个结构的一个字段,这时可以使用 wire.FieldsOf 简化操作。现在我们直接创建了 Mission 结构,如果想获得 MonsterPlayer 类型的对象,就可以对 Mission 使用 wire.FieldsOf

func NewMission() Mission {
  p := Player{Name: "dj"}
  m := Monster{Name: "kitty"}

  return Mission{p, m}
}

// wire.go
func InitPlayer() Player {
  wire.Build(NewMission, wire.FieldsOf(new(Mission), "Player"))
}

func InitMonster() Monster {
  wire.Build(NewMission, wire.FieldsOf(new(Mission), "Monster"))
}

// main.go
func main() {
  p := InitPlayer()
  fmt.Println(p.Name)
}

同样的,第一个参数为 new(结构名) ,后面跟多个参数表示将哪些字段作为构造器, * 表示全部。

清理函数

构造器可以提供一个清理函数,如果后续的构造器返回失败,前面构造器返回的清理函数都会调用:

func NewPlayer(name string) (Player, func(), error) {
  cleanup := func() {
    fmt.Println("cleanup!")
  }
  if time.Now().Unix()%2 == 0 {
    return Player{}, cleanup, errors.New("player dead")
  }
  return Player{Name: name}, cleanup, nil
}

func main() {
  mission, cleanup, err := InitMission("dj")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }

  mission.Start()
  cleanup()
}

// wire.go
func InitMission(name string) (Mission, func(), error) {
  wire.Build(NewMonster, NewPlayer, NewMission)
  return Mission{}, nil, nil
}

一些细节

首先,我们调用 wire 生成 wire_gen.go 之后,如果 wire.go 文件有修改,只需要执行 go generate 即可。 go generate 很方便,我之前一篇文章写过 generate ,感兴趣可以看看 深入理解Go之generate

总结

wire 是随着 go-cloud 的示例 guestbook 一起发布的,可以阅读 guestbook 看看它是怎么使用 wire 的。与 dig 不同, wire 只是生成代码,不使用 reflect 库,性能方面是不用担心的。因为它生成的代码与你自己写的基本是一样的。如果生成的代码有性能问题,自己写大概率也会有:joy:。

大家如果发现好玩、好用的 Go 语言库,欢迎到 Go 每日一库 GitHub 上提交 issue:smile:

参考

  1. wire GitHub: https://github.com/google/wire
  2. Go 每日一库 GitHub: https://github.com/darjun/go-daily-lib

我的博客

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Go 每日一库之 wire

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