Gin框架介绍及使用

Gin是一个用Go语言编写的web框架。它是一个类似于martini但拥有更好性能的API框架, 由于使用了httprouter，速度提高了近40倍。如果你是性能和高效的追求者, 你会爱上Gin。

Gin框架介绍

Go世界里最流行的Web框架，Github上有32K+star。基于httprouter开发的Web框架。中文文档齐全，简单易用的轻量级框架。

Gin框架安装与使用

安装

下载并安装Gin:

go get -u github.com/gin-gonic/gin

第一个Gin示例：

package main

import (
	"github.com/gin-gonic/gin"
)

func main() {
	// 创建一个默认的路由引擎
	r := gin.Default()
	// GET：请求方式；/hello：请求的路径
	// 当客户端以GET方法请求/hello路径时，会执行后面的匿名函数
	r.GET("/hello", func(c *gin.Context) {
		// c.JSON：返回JSON格式的数据
		c.JSON(200, gin.H{
			"message": "Hello world!",
		})
	})
	// 启动HTTP服务，默认在0.0.0.0:8080启动服务
	r.Run()
}

将上面的代码保存并编译执行，然后使用浏览器打开127.0.0.1:8080/hello就能看到一串JSON字符串。

RESTful API

REST与技术无关，代表的是一种软件架构风格，REST是Representational State Transfer的简称，中文翻译为“表征状态转移”或“表现层状态转化”。

推荐阅读阮一峰理解RESTful架构

简单来说，REST的含义就是客户端与Web服务器之间进行交互的时候，使用HTTP协议中的4个请求方法代表不同的动作。

GET用来获取资源
POST用来新建资源
PUT用来更新资源
DELETE用来删除资源。

只要API程序遵循了REST风格，那就可以称其为RESTful API。目前在前后端分离的架构中，前后端基本都是通过RESTful API来进行交互。

例如，我们现在要编写一个管理书籍的系统，我们可以查询对一本书进行查询、创建、更新和删除等操作，我们在编写程序的时候就要设计客户端浏览器与我们Web服务端交互的方式和路径。按照经验我们通常会设计成如下模式：

请求方法	URL	含义
GET	/book	查询书籍信息
POST	/create_book	创建书籍记录
POST	/update_book	更新书籍信息
POST	/delete_book	删除书籍信息

同样的需求我们按照RESTful API设计如下：

请求方法	URL	含义
GET	/book	查询书籍信息
POST	/book	创建书籍记录
PUT	/book	更新书籍信息
DELETE	/book	删除书籍信息

Gin框架支持开发RESTful API的开发。

func main() {
	r := gin.Default()
	r.GET("/book", func(c *gin.Context) {
		c.JSON(200, gin.H{
			"message": "GET",
		})
	})

	r.POST("/book", func(c *gin.Context) {
		c.JSON(200, gin.H{
			"message": "POST",
		})
	})

	r.PUT("/book", func(c *gin.Context) {
		c.JSON(200, gin.H{
			"message": "PUT",
		})
	})

	r.DELETE("/book", func(c *gin.Context) {
		c.JSON(200, gin.H{
			"message": "DELETE",
		})
	})
}

开发RESTful API的时候我们通常使用Postman来作为客户端的测试工具。

Gin渲染

HTML渲染

我们首先定义一个存放模板文件的templates文件夹，然后在其内部按照业务分别定义一个posts文件夹和一个users文件夹。 posts/index.html文件的内容如下：

{{define "posts/index.html"}}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>posts/index</title>
</head>
<body>
    {{.title}}
</body>
</html>
{{end}}

users/index.html文件的内容如下：

{{define "users/index.html"}}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>users/index</title>
</head>
<body>
    {{.title}}
</body>
</html>
{{end}}

Gin框架中使用LoadHTMLGlob()或者LoadHTMLFiles()方法进行HTML模板渲染。

func main() {
	r := gin.Default()
	r.LoadHTMLGlob("templates/**/*")
	//r.LoadHTMLFiles("templates/posts/index.html", "templates/users/index.html")
	r.GET("/posts/index", func(c *gin.Context) {
		c.HTML(http.StatusOK, "posts/index.html", gin.H{
			"title": "posts/index",
		})
	})

	r.GET("users/index", func(c *gin.Context) {
		c.HTML(http.StatusOK, "users/index.html", gin.H{
			"title": "users/index",
		})
	})

	r.Run(":8080")
}

自定义模板函数

定义一个不转义相应内容的safe模板函数如下：

func main() {
	router := gin.Default()
	router.SetFuncMap(template.FuncMap{
		"safe": func(str string) template.HTML{
			return template.HTML(str)
		},
	})
	router.LoadHTMLFiles("./index.tmpl")

	router.GET("/index", func(c *gin.Context) {
		c.HTML(http.StatusOK, "index.tmpl", "<a href='https://liwenzhou.com'>李文周的博客</a>")
	})

	router.Run(":8080")
}

在index.tmpl中使用定义好的safe模板函数：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <title>修改模板引擎的标识符</title>
</head>
<body>
<div>{{ . | safe }}</div>
</body>
</html>

静态文件处理

当我们渲染的HTML文件中引用了静态文件时，我们只需要按照以下方式在渲染页面前调用gin.Static方法即可。

func main() {
	r := gin.Default()
	r.Static("/static", "./static")
	r.LoadHTMLGlob("templates/**/*")
   // ...
	r.Run(":8080")
}

使用模板继承

Gin框架默认都是使用单模板，如果需要使用block template功能，可以通过"github.com/gin-contrib/multitemplate"库实现，具体示例如下：

首先，假设我们项目目录下的templates文件夹下有以下模板文件，其中home.tmpl和index.tmpl继承了base.tmpl：

templates
├── includes
│   ├── home.tmpl
│   └── index.tmpl
├── layouts
│   └── base.tmpl
└── scripts.tmpl

然后我们定义一个loadTemplates函数如下：

func loadTemplates(templatesDir string) multitemplate.Renderer {
	r := multitemplate.NewRenderer()
	layouts, err := filepath.Glob(templatesDir + "/layouts/*.tmpl")
	if err != nil {
		panic(err.Error())
	}
	includes, err := filepath.Glob(templatesDir + "/includes/*.tmpl")
	if err != nil {
		panic(err.Error())
	}
	// 为layouts/和includes/目录生成 templates map
	for _, include := range includes {
		layoutCopy := make([]string, len(layouts))
		copy(layoutCopy, layouts)
		files := append(layoutCopy, include)
		r.AddFromFiles(filepath.Base(include), files...)
	}
	return r
}

我们在main函数中

func indexFunc(c *gin.Context){
	c.HTML(http.StatusOK, "index.tmpl", nil)
}

func homeFunc(c *gin.Context){
	c.HTML(http.StatusOK, "home.tmpl", nil)
}

func main(){
	r := gin.Default()
	r.HTMLRender = loadTemplates("./templates")
	r.GET("/index", indexFunc)
	r.GET("/home", homeFunc)
	r.Run()
}

补充文件路径处理

关于模板文件和静态文件的路径，我们需要根据公司/项目的要求进行设置。可以使用下面的函数获取当前执行程序的路径。

func getCurrentPath() string {
	if ex, err := os.Executable(); err == nil {
		return filepath.Dir(ex)
	}
	return "./"
}

JSON渲染

func main() {
	r := gin.Default()

	// gin.H 是map[string]interface{}的缩写
	r.GET("/someJSON", func(c *gin.Context) {
		// 方式一：自己拼接JSON
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"message": "Hello world!"})
	})
	r.GET("/moreJSON", func(c *gin.Context) {
		// 方法二：使用结构体
		var msg struct {
			Name    string `json:"user"`
			Message string
			Age     int
		}
		msg.Name = "小王子"
		msg.Message = "Hello world!"
		msg.Age = 18
		c.JSON(http.StatusOK, msg)
	})
	r.Run(":8080")
}

XML渲染

注意需要使用具名的结构体类型。

func main() {
	r := gin.Default()
	// gin.H 是map[string]interface{}的缩写
	r.GET("/someXML", func(c *gin.Context) {
		// 方式一：自己拼接JSON
		c.XML(http.StatusOK, gin.H{"message": "Hello world!"})
	})
	r.GET("/moreXML", func(c *gin.Context) {
		// 方法二：使用结构体
		type MessageRecord struct {
			Name    string
			Message string
			Age     int
		}
		var msg MessageRecord
		msg.Name = "小王子"
		msg.Message = "Hello world!"
		msg.Age = 18
		c.XML(http.StatusOK, msg)
	})
	r.Run(":8080")
}

YMAL渲染

r.GET("/someYAML", func(c *gin.Context) {
	c.YAML(http.StatusOK, gin.H{"message": "ok", "status": http.StatusOK})
})

protobuf渲染

r.GET("/someProtoBuf", func(c *gin.Context) {
	reps := []int64{int64(1), int64(2)}
	label := "test"
	// protobuf 的具体定义写在 testdata/protoexample 文件中。
	data := &protoexample.Test{
		Label: &label,
		Reps:  reps,
	}
	// 请注意，数据在响应中变为二进制数据
	// 将输出被 protoexample.Test protobuf 序列化了的数据
	c.ProtoBuf(http.StatusOK, data)
})

获取参数

获取querystring参数

querystring指的是URL中?后面携带的参数，例如：/user/search?username=小王子&address=沙河。获取请求的querystring参数的方法如下：

func main() {
	//Default返回一个默认的路由引擎
	r := gin.Default()
	r.GET("/user/search", func(c *gin.Context) {
		username := c.DefaultQuery("username", "小王子")
		//username := c.Query("username")
		address := c.Query("address")
		//输出json结果给调用方
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message":  "ok",
			"username": username,
			"address":  address,
		})
	})
	r.Run()
}

获取form参数

当前端请求的数据通过form表单提交时，例如向/user/search发送一个POST请求，获取请求数据的方式如下：

func main() {
	//Default返回一个默认的路由引擎
	r := gin.Default()
	r.POST("/user/search", func(c *gin.Context) {
		// DefaultPostForm取不到值时会返回指定的默认值
		//username := c.DefaultPostForm("username", "小王子")
		username := c.PostForm("username")
		address := c.PostForm("address")
		//输出json结果给调用方
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message":  "ok",
			"username": username,
			"address":  address,
		})
	})
	r.Run(":8080")
}

获取json参数

当前端请求的数据通过JSON提交时，例如向/json发送一个POST请求，则获取请求参数的方式如下：

r.POST("/json", func(c *gin.Context) {
	// 注意：下面为了举例子方便，暂时忽略了错误处理
	b, _ := c.GetRawData()  // 从c.Request.Body读取请求数据
	// 定义map或结构体
	var m map[string]interface{}
	// 反序列化
	_ = json.Unmarshal(b, &m)

	c.JSON(http.StatusOK, m)
})

更便利的获取请求参数的方式，参见下面的 参数绑定 小节。

获取path参数

请求的参数通过URL路径传递，例如：/user/search/小王子/沙河。获取请求URL路径中的参数的方式如下。

func main() {
	//Default返回一个默认的路由引擎
	r := gin.Default()
	r.GET("/user/search/:username/:address", func(c *gin.Context) {
		username := c.Param("username")
		address := c.Param("address")
		//输出json结果给调用方
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message":  "ok",
			"username": username,
			"address":  address,
		})
	})

	r.Run(":8080")
}

参数绑定

为了能够更方便的获取请求相关参数，提高开发效率，我们可以基于请求的Content-Type识别请求数据类型并利用反射机制自动提取请求中QueryString、form表单、JSON、XML等参数到结构体中。下面的示例代码演示了.ShouldBind()强大的功能，它能够基于请求自动提取JSON、form表单和QueryString类型的数据，并把值绑定到指定的结构体对象。

// Binding from JSON
type Login struct {
	User     string `form:"user" json:"user" binding:"required"`
	Password string `form:"password" json:"password" binding:"required"`
}

func main() {
	router := gin.Default()

	// 绑定JSON的示例 ({"user": "q1mi", "password": "123456"})
	router.POST("/loginJSON", func(c *gin.Context) {
		var login Login

		if err := c.ShouldBind(&login); err == nil {
			fmt.Printf("login info:%#v\n", login)
			c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
				"user":     login.User,
				"password": login.Password,
			})
		} else {
			c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": err.Error()})
		}
	})

	// 绑定form表单示例 (user=q1mi&password=123456)
	router.POST("/loginForm", func(c *gin.Context) {
		var login Login
		// ShouldBind()会根据请求的Content-Type自行选择绑定器
		if err := c.ShouldBind(&login); err == nil {
			c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
				"user":     login.User,
				"password": login.Password,
			})
		} else {
			c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": err.Error()})
		}
	})

	// 绑定QueryString示例 (/loginQuery?user=q1mi&password=123456)
	router.GET("/loginForm", func(c *gin.Context) {
		var login Login
		// ShouldBind()会根据请求的Content-Type自行选择绑定器
		if err := c.ShouldBind(&login); err == nil {
			c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
				"user":     login.User,
				"password": login.Password,
			})
		} else {
			c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": err.Error()})
		}
	})

	// Listen and serve on 0.0.0.0:8080
	router.Run(":8080")
}

ShouldBind会按照下面的顺序解析请求中的数据完成绑定：

如果是 GET 请求，只使用 Form 绑定引擎（query）。
如果是 POST 请求，首先检查 content-type 是否为 JSON 或 XML，然后再使用 Form（form-data）。

文件上传

单个文件上传

文件上传前端页面代码：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <title>上传文件示例</title>
</head>
<body>
<form action="/upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
    <input type="file" name="f1">
    <input type="submit" value="上传">
</form>
</body>
</html>

后端gin框架部分代码：

func main() {
	router := gin.Default()
	// 处理multipart forms提交文件时默认的内存限制是32 MiB
	// 可以通过下面的方式修改
	// router.MaxMultipartMemory = 8 << 20  // 8 MiB
	router.POST("/upload", func(c *gin.Context) {
		// 单个文件
		file, err := c.FormFile("f1")
		if err != nil {
			c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{
				"message": err.Error(),
			})
			return
		}

		log.Println(file.Filename)
		dst := fmt.Sprintf("C:/tmp/%s", file.Filename)
		// 上传文件到指定的目录
		c.SaveUploadedFile(file, dst)
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message": fmt.Sprintf("'%s' uploaded!", file.Filename),
		})
	})
	router.Run()
}

多个文件上传

func main() {
	router := gin.Default()
	// 处理multipart forms提交文件时默认的内存限制是32 MiB
	// 可以通过下面的方式修改
	// router.MaxMultipartMemory = 8 << 20  // 8 MiB
	router.POST("/upload", func(c *gin.Context) {
		// Multipart form
		form, _ := c.MultipartForm()
		files := form.File["file"]

		for index, file := range files {
			log.Println(file.Filename)
			dst := fmt.Sprintf("C:/tmp/%s_%d", file.Filename, index)
			// 上传文件到指定的目录
			c.SaveUploadedFile(file, dst)
		}
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message": fmt.Sprintf("%d files uploaded!", len(files)),
		})
	})
	router.Run()
}

重定向

HTTP重定向

HTTP 重定向很容易。内部、外部重定向均支持。

r.GET("/test", func(c *gin.Context) {
	c.Redirect(http.StatusMovedPermanently, "http://www.sogo.com/")
})

路由重定向

路由重定向，使用HandleContext：

r.GET("/test", func(c *gin.Context) {
    // 指定重定向的URL
    c.Request.URL.Path = "/test2"
    r.HandleContext(c)
})
r.GET("/test2", func(c *gin.Context) {
    c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"hello": "world"})
})

Gin路由

普通路由

r.GET("/index", func(c *gin.Context) {...})
r.GET("/login", func(c *gin.Context) {...})
r.POST("/login", func(c *gin.Context) {...})

此外，还有一个可以匹配所有请求方法的Any方法如下：

r.Any("/test", func(c *gin.Context) {...})

为没有配置处理函数的路由添加处理程序，默认情况下它返回404代码，下面的代码为没有匹配到路由的请求都返回views/404.html页面。

r.NoRoute(func(c *gin.Context) {
		c.HTML(http.StatusNotFound, "views/404.html", nil)
	})

路由组

我们可以将拥有共同URL前缀的路由划分为一个路由组。习惯性一对{}包裹同组的路由，这只是为了看着清晰，你用不用{}包裹功能上没什么区别。

func main() {
	r := gin.Default()
	userGroup := r.Group("/user")
	{
		userGroup.GET("/index", func(c *gin.Context) {...})
		userGroup.GET("/login", func(c *gin.Context) {...})
		userGroup.POST("/login", func(c *gin.Context) {...})

	}
	shopGroup := r.Group("/shop")
	{
		shopGroup.GET("/index", func(c *gin.Context) {...})
		shopGroup.GET("/cart", func(c *gin.Context) {...})
		shopGroup.POST("/checkout", func(c *gin.Context) {...})
	}
	r.Run()
}

路由组也是支持嵌套的，例如：

shopGroup := r.Group("/shop")
	{
		shopGroup.GET("/index", func(c *gin.Context) {...})
		shopGroup.GET("/cart", func(c *gin.Context) {...})
		shopGroup.POST("/checkout", func(c *gin.Context) {...})
		// 嵌套路由组
		xx := shopGroup.Group("xx")
		xx.GET("/oo", func(c *gin.Context) {...})
	}

通常我们将路由分组用在划分业务逻辑或划分API版本时。

路由原理

Gin框架中的路由使用的是httprouter这个库。

其基本原理就是构造一个路由地址的前缀树。

Gin中间件

Gin框架允许开发者在处理请求的过程中，加入用户自己的钩子（Hook）函数。这个钩子函数就叫中间件，中间件适合处理一些公共的业务逻辑，比如登录认证、权限校验、数据分页、记录日志、耗时统计等。

定义中间件

Gin中的中间件必须是一个gin.HandlerFunc类型。例如我们像下面的代码一样定义一个统计请求耗时的中间件。

// StatCost 是一个统计耗时请求耗时的中间件
func StatCost() gin.HandlerFunc {
	return func(c *gin.Context) {
		start := time.Now()
		c.Set("name", "小王子") // 可以通过c.Set在请求上下文中设置值，后续的处理函数能够取到该值
		// 调用该请求的剩余处理程序
		c.Next()
		// 不调用该请求的剩余处理程序
		// c.Abort()
		// 计算耗时
		cost := time.Since(start)
		log.Println(cost)
	}
}

注册中间件

在gin框架中，我们可以为每个路由添加任意数量的中间件。

为全局路由注册

func main() {
	// 新建一个没有任何默认中间件的路由
	r := gin.New()
	// 注册一个全局中间件
	r.Use(StatCost())
	
	r.GET("/test", func(c *gin.Context) {
		name := c.MustGet("name").(string) // 从上下文取值
		log.Println(name)
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message": "Hello world!",
		})
	})
	r.Run()
}

为某个路由单独注册

// 给/test2路由单独注册中间件（可注册多个）
	r.GET("/test2", StatCost(), func(c *gin.Context) {
		name := c.MustGet("name").(string) // 从上下文取值
		log.Println(name)
		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"message": "Hello world!",
		})
	})

为路由组注册中间件

为路由组注册中间件有以下两种写法。

写法1：

shopGroup := r.Group("/shop", StatCost())
{
    shopGroup.GET("/index", func(c *gin.Context) {...})
    ...
}

写法2：

shopGroup := r.Group("/shop")
shopGroup.Use(StatCost())
{
    shopGroup.GET("/index", func(c *gin.Context) {...})
    ...
}

中间件注意事项

gin默认中间件

gin.Default()默认使用了Logger和Recovery中间件，其中：

Logger中间件将日志写入gin.DefaultWriter，即使配置了GIN_MODE=release。
Recovery中间件会recover任何panic。如果有panic的话，会写入500响应码。

如果不想使用上面两个默认的中间件，可以使用gin.New()新建一个没有任何默认中间件的路由。

gin中间件中使用goroutine

当在中间件或handler中启动新的goroutine时，不能使用原始的上下文（c *gin.Context），必须使用其只读副本（c.Copy()）。

运行多个服务

我们可以在多个端口启动服务，例如：

package main

import (
	"log"
	"net/http"
	"time"

	"github.com/gin-gonic/gin"
	"golang.org/x/sync/errgroup"
)

var (
	g errgroup.Group
)

func router01() http.Handler {
	e := gin.New()
	e.Use(gin.Recovery())
	e.GET("/", func(c *gin.Context) {
		c.JSON(
			http.StatusOK,
			gin.H{
				"code":  http.StatusOK,
				"error": "Welcome server 01",
			},
		)
	})

	return e
}

func router02() http.Handler {
	e := gin.New()
	e.Use(gin.Recovery())
	e.GET("/", func(c *gin.Context) {
		c.JSON(
			http.StatusOK,
			gin.H{
				"code":  http.StatusOK,
				"error": "Welcome server 02",
			},
		)
	})

	return e
}

func main() {
	server01 := &http.Server{
		Addr:         ":8080",
		Handler:      router01(),
		ReadTimeout:  5 * time.Second,
		WriteTimeout: 10 * time.Second,
	}

	server02 := &http.Server{
		Addr:         ":8081",
		Handler:      router02(),
		ReadTimeout:  5 * time.Second,
		WriteTimeout: 10 * time.Second,
	}
   // 借助errgroup.Group或者自行开启两个goroutine分别启动两个服务
	g.Go(func() error {
		return server01.ListenAndServe()
	})

	g.Go(func() error {
		return server02.ListenAndServe()
	})

	if err := g.Wait(); err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

Gin框架介绍及使用