一种优雅的Golang的库插件注册加载机制

一种优雅的Golang的库插件注册加载机制

你好，我是轩脉刃。

最近看到一个内部项目的插件加载机制，非常赞。当然这里说的插件并不是指的golang原生的可以在buildmode中加载指定so文件的那种加载机制。而是软件设计上的「插件」。如果你的软件是一个框架，或者一个平台性产品，想要提升扩展性，即可以让第三方进行第三方库开发，最终能像搭积木一样将这些库组装起来。那么就可能需要这种库加载机制。

我们的目标是什么？对第三方库进行某种库规范，只要按照这种库规范进行开发，这个库就可以被加载到框架中。

我们先定义一个插件的数据结构，这里肯定是需要使用接口来规范，这个可以根据你的项目自由发挥，比如我希望插件有一个Setup方法来在启动的时候加载即可。然后我就定义如下的Plugin结构。

type Plugin interface{
  Name() string
  Setup(config map[string]string) error
}

而在框架启动的时候，我启动了一个如下的全局变量：

var plugins map[string]Plugin

注册

有人可能会问，这里有了加载函数setup，但是为什么没有注册逻辑呢？

答案是注册的逻辑放在库的init函数中。

即框架还提供了一个注册函数。

// package plugin

Register(plugin Plugin)

这个register就是实现了将第三方plugin放到plugins全局变量中。

所以第三方的plugin库大致实现如下：

package MyPlugin

type MyPlugin struct{
}

func (m *MyPlugin) Setup(config map[string]string) error {
	// TODO
}

func (m *MyPlugin) Name() string {
	return "myPlugin"
}

func init() {
	plugin.Register(&MyPlugin)
}

这样注册的逻辑就变成了，如果你要加载一个插件，那么你在main.go中直接以 _ import的形式引入即可。

package main

_ import "github.com/foo/myplugin"

func main() {

}

整体的感觉，这样子插件的注册就被“隐藏”到import中了。

加载

注册的逻辑其实看起来也平平无奇，但是加载的逻辑就考验细节了。

首先插件的加载其实有两点需要考虑：

• 配置
• 依赖

配置指的是插件一定是有某种配置的，这些配置以配置文件yaml中plugins.myplugin的路径存在。

plugins:
	myplugin:
		foo: bar

其实我对这种实现持保留意见。配置文件以一个文件中配置项的形式存在，好像不如以配置文件的形式存在，即以config/plugins/myplugin.yaml 的文件。

这样不会出现一个大配置文件的问题。毕竟每个配置文件本身就是一门DSL语言。如果你将配置文件的逻辑变复杂，一定会有很多附带的bug是由于配置文件错误导致的。

第二个说的是依赖。插件A依赖与插件B，那么这里就有加载函数Setup的先后顺序了。这种先后顺序如果纯依赖用户的“经验”，将某个插件的Setup调用放在某个插件的Setup调用之前，是非常痛苦的。（虽然一定是有办法可以做到）。更好的办法是依赖于框架自身的加载机制来进行加载。

首先我们在plugin包中定义一个接口：

type Depend interface{
	DependOn() []string
}

如果我的插件依赖一个名字为 “fooPlugin” 的插件，那么我的插件 MyPlugin就会实现这个接口。

package MyPlugin

type MyPlugin struct{
}

func (m *MyPlugin) Setup(config map[string]string) error {
	// TODO
}

func (m *MyPlugin) Name() string {
	return "myPlugin"
}

func init() {
	plugin.Register(&MyPlugin)
}

func (m *MyPlugin) DependOn() []string {
	return []string{"fooPlugin"}
}

在最终加载所有插件的时候，我们并不是简单地将所有插件调用Setup，而是使用一个channel，将所有插件放在channel中，然后一个个调用Setup，遇到有Depend其他插件的，且依赖插件还未被加载，则将当前插件放在队列最后（重新塞入channel）。

var setupStatus map[string]bool

// 获取所有注册插件
func loadPlugins() (plugin chan Plugin, setupStatus map[string]bool) {
	// 这里定义一个长度为10的队列
	var sortPlugin = make(chan Plugin, 10)
	var setupStatus = make[string]bool
	
	// 所有的插件
	for name, plugin := range plugins {
		sortPlugin <- plugin
		setupStatus[name] = false
	}
	
	return sortPlugin, setupStatus
}

// 加载所有插件
func SetupPlugins(pluginChan chan Plugin, setupStatus map[string]bool) error {
	num := len(pluginChan)
	for num > 0 {
		plugin <- pluginChan
		
		canSetup := true
		if deps, ok := p.(Depend); ok {
			depends := deps.DependOn()
			for _, dependName := range depends{
				if _, setuped := setupStatus[dependName]; !setup {
						// 有未加载的插件
						canSetup = false
						break
				}
			}
		}
		
		// 如果这个插件能被setup
		if canSetup {
			plugin.Setup(xxx)
			setupStatus[p.Name()] = true
		} else {
			// 如果插件不能被setup, 这个plugin就塞入到最后一个队列
			pluginChan <- plugin
		}
	}
	return nil
} 

上面这段代码最精妙的就是使用了一个有buffer的channel作为一个队列，消费队列一方SetupPlugins，除了消费队列，也有可能生产数据到队列，这样就保证了队列中所有plugin都是被按照标记的依赖被顺序加载的。

总结

这种插件的注册和加载机制是非常优雅的。注册方面，巧妙使用隐式import来做插件的注册。而加载方面，巧妙使用有buffer的channel作为加载队列。

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