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go语言PflagViperCobra核心功能使用介绍

2024-04-02 19:55

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1.如何构建应用框架

一般来说构建应用框架包含3个部分：

命令行参数解析
配置文件解析
应用的命令行框架：需要具备 Help 功能、需要能够解析命令行参数和配置文件、命令需要能够初始化业务代码，并最终启动业务进程上3个需求便涉及Pflag、Viper、Cobra的使用，并且这三个包也是相互联系滴

2.命令行参数解析工具：Pflag

虽然 Go 源码中提供了一个标准库 Flag 包，用来对命令行参数进行解析，但在大型项目中应用更广泛的是另外一个包：Pflag

2.1 Pflag 包 Flag 定义

Pflag 可以对命令行参数进行处理，一个命令行参数在 Pflag 包中会解析为一个 Flag 类型的变量

type Flag struct {
    Name                string // flag长选项的名称
    Shorthand           string // flag短选项的名称，一个缩写的字符
    Usage               string // flag的使用文本
    Value               Value  // flag的值
    DefValue            string // flag的默认值
    Changed             bool // 记录flag的值是否有被设置过
    NoOptDefVal         string // 当flag出现在命令行，但是没有指定选项值时的默认值
    Deprecated          string // 记录该flag是否被放弃
    Hidden              bool // 如果值为true，则从help/usage输出信息中隐藏该flag
    ShorthandDeprecated string // 如果flag的短选项被废弃，当使用flag的短选项时打印该信息
    Annotations         map[string][]string // 给flag设置注解
}

Flag 的值是一个 Value 类型的接口，Value 定义如下

type Value interface {
    String() string // 将flag类型的值转换为string类型的值，并返回string的内容
    Set(string) error // 将string类型的值转换为flag类型的值，转换失败报错
    Type() string // 返回flag的类型，例如：string、int、ip等
}

2.2 Pflag 包 FlagSet 定义

Pflag 除了支持单个的 Flag 之外，还支持 FlagSet。FlagSet 是一些预先定义好的 Flag 的集合

调用 NewFlagSet 创建一个 FlagSet
使用 Pflag 包定义的全局 FlagSet：CommandLine

var version bool
flagSet := pflag.NewFlagSet("test", pflag.ContinueOnError)
flagSet.BoolVar(&version, "version", true, "Print version information and quit.")
=================================
import (
    "github.com/spf13/pflag"
)
pflag.BoolVarP(&version, "version", "v", true, "Print version information and quit.")
func BoolVarP(p *bool, name, shorthand string, value bool, usage string) {
    flag := CommandLine.VarPF(newBoolValue(value, p), name, shorthand, usage)
    flag.NoOptDefVal = "true"
}

2.3 Pflag 使用方法

支持多种命令行参数定义方式

// 支持长选项、默认值和使用文本，并将标志的值存储在指针中。
var name = pflag.String("name", "colin", "Input Your Name")
// 支持长选项、短选项、默认值和使用文本，并将标志的值存储在指针中
var name = pflag.StringP("name", "n", "colin", "Input Your Name")
// 支持长选项、默认值和使用文本，并将标志的值绑定到变量。
var name string
pflag.StringVar(&name, "name", "colin", "Input Your Name")
// 支持长选项、短选项、默认值和使用文本，并将标志的值绑定到变量。
var name string
pflag.StringVarP(&name, "name", "n","colin", "Input Your Name")
// 函数名带Var说明是将标志的值绑定到变量，否则是将标志的值存储在指针中
// 函数名带P说明支持短选项，否则不支持短选项。

使用Get获取参数的值。

i, err := flagset.GetInt("flagname")

获取非选项参数。

package main
import (
    "fmt"
    "github.com/spf13/pflag"
)
var (
    flagvar = pflag.Int("flagname", 1234, "help message for flagname")
)
// 在定义完标志之后，可以调用pflag.Parse()来解析定义的标志。解析后，可通过pflag.Args()返回所有的非选项参数，通过pflag.Arg(i)返回第 i 个非选项参数。参数下标 0 到 pflag.NArg() - 1。
func main() {
    pflag.Parse()
    fmt.Printf("argument number is: %v\n", pflag.NArg())
    fmt.Printf("argument list is: %v\n", pflag.Args())
    fmt.Printf("the first argument is: %v\n", pflag.Arg(0))
}

指定了选项但是没有指定选项值时的默认值。

var ip = pflag.IntP("flagname", "f", 1234, "help message")
pflag.Lookup("flagname").NoOptDefVal = "4321"
--flagname=1357 ==> 1357
--flagname ==> 4321
[nothing] ==> 1234

弃用标志或者标志的简写

// deprecate a flag by specifying its name and a usage message
pflag.CommandLine.MarkDeprecated("logmode", "please use --log-mode instead")

保留名为 port 的标志，但是弃用它的简写形式

pflag.IntVarP(&port, "port", "P", 3306, "MySQL service host port.")
// deprecate a flag shorthand by specifying its flag name and a usage message
pflag.CommandLine.MarkShorthandDeprecated("port", "please use --port only")

隐藏标志。

// 可以将 Flag 标记为隐藏的，这意味着它仍将正常运行，但不会显示在 usage/help 文本中。
// hide a flag by specifying its name
pflag.CommandLine.MarkHidden("secretFlag")

3.配置解析神器：Viper

几乎所有的后端服务，都需要一些配置项来配置我们的服务;Viper 是 Go 应用程序现代化的、完整的解决方案，能够处理不同格式的配置文件 Viper 可以从不同的位置读取配置，不同位置的配置具有不同的优先级:

通过 viper.Set 函数显示设置的配置
命令行参数
环境变量
配置文件
Key/Value 存储
默认值

3.1读入配置

读入配置，就是将配置读入到 Viper 中，有如下读入方式：

设置默认值。

// 当没有通过配置文件、环境变量、远程配置或命令行标志设置 key 时，设置默认值通常是很有用的
viper.SetDefault("ContentDir", "content")
viper.SetDefault("LayoutDir", "layouts")
viper.SetDefault("Taxonomies", map[string]string{"tag": "tags", "category": "categories"})

读取配置文件

package main
import (
  "fmt"
  "github.com/spf13/pflag"
  "github.com/spf13/viper"
)
var (
  cfg  = pflag.StringP("config", "c", "", "Configuration file.")
  help = pflag.BoolP("help", "h", false, "Show this help message.")
)
func main() {
  pflag.Parse()
  if *help {
    pflag.Usage()
    return
  }
  // 从配置文件中读取配置
  if *cfg != "" {
    viper.SetConfigFile(*cfg)   // 指定配置文件名
    viper.SetConfigType("yaml") // 如果配置文件名中没有文件扩展名，则需要指定配置文件的格式，告诉viper以何种格式解析文件
  } else {
    viper.AddConfigPath(".")          // 把当前目录加入到配置文件的搜索路径中
    viper.AddConfigPath("$HOME/.iam") // 配置文件搜索路径，可以设置多个配置文件搜索路径
    viper.SetConfigName("config")     // 配置文件名称（没有文件扩展名）
  }
  if err := viper.ReadInConfig(); err != nil { // 读取配置文件。如果指定了配置文件名，则使用指定的配置文件，否则在注册的搜索路径中搜索
    panic(fmt.Errorf("Fatal error config file: %s \n", err))
  }
  fmt.Printf("Used configuration file is: %s\n", viper.ConfigFileUsed())
}

监听和重新读取配置文件。 Viper 支持在运行时让应用程序实时读取配置文件，也就是热加载配置

viper.WatchConfig()
viper.OnConfigChange(func(e fsnotify.Event) {
   // 配置文件发生变更之后会调用的回调函数
  fmt.Println("Config file changed:", e.Name)
})
//不建议在实际开发中使用热加载功能，因为即使配置热加载了，程序中的代码也不一定会热加载。例如：修改了服务监听端口，但是服务没有重启，这时候服务还是监听在老的端口上，会造成不一致

设置配置值

// 可以通过 viper.Set() 函数来显式设置配置：
viper.Set("user.username", "colin")

使用环境变量

// 使用环境变量
os.Setenv("VIPER_USER_SECRET_ID", "QLdywI2MrmDVjSSv6e95weNRvmteRjfKAuNV")
os.Setenv("VIPER_USER_SECRET_KEY", "bVix2WBv0VPfrDrvlLWrhEdzjLpPCNYb")
viper.AutomaticEnv()                                             // 读取环境变量
viper.SetEnvPrefix("VIPER")                                      // 设置环境变量前缀：VIPER_，如果是viper，将自动转变为大写。
viper.SetEnvKeyReplacer(strings.NewReplacer(".", "_", "-", "_")) // 将viper.Get(key) key字符串中'.'和'-'替换为'_'
viper.BindEnv("user.secret-key")
viper.BindEnv("user.secret-id", "USER_SECRET_ID") // 绑定环境变量名到key

使用标志 Viper 支持 Pflag 包，能够绑定 key 到 Flag。与 BindEnv 类似，在调用绑定方法时，不会设置该值，但在访问它时会设置。

viper.BindPFlag("token", pflag.Lookup("token")) // 绑定单个标志
viper.BindPFlags(pflag.CommandLine)             //绑定标志集

3.2 读取配置

访问嵌套的键。

{
    "host": {
        "address": "localhost",
        "port": 5799
    },
    "datastore": {
        "metric": {
            "host": "127.0.0.1",
            "port": 3099
        },
        "warehouse": {
            "host": "198.0.0.1",
            "port": 2112
        }
    }
}
viper.GetString("datastore.metric.host") // (返回 "127.0.0.1")

反序列化 Viper 可以支持将所有或特定的值解析到结构体、map 等。可以通过两个函数来实现：

type config struct {
  Port int
  Name string
  PathMap string `mapstructure:"path_map"`
}
var C config
err := viper.Unmarshal(&C)
if err != nil {
  t.Fatalf("unable to decode into struct, %v", err)
}

Viper 在后台使用github.com/mitchellh/mapstructure来解析值，其默认情况下使用mapstructure tags。当我们需要将 Viper 读取的配置反序列到我们定义的结构体变量中时，一定要使用 mapstructure tags

序列化成字符串

import (
    yaml "gopkg.in/yaml.v2"
    // ...
)
func yamlStringSettings() string {
    c := viper.AllSettings()
    bs, err := yaml.Marshal(c)
    if err != nil {
        log.Fatalf("unable to marshal config to YAML: %v", err)
    }
    return string(bs)
}

4.现代化的命令行框架：Cobra

Cobra 既是一个可以创建强大的现代 CLI 应用程序的库，也是一个可以生成应用和命令文件的程序应用程序通常遵循如下模式：APPNAME VERB NOUN --ADJECTIVE或者APPNAME COMMAND ARG --FLAG VERB 代表动词，NOUN 代表名词，ADJECTIVE 代表形容词

4.1 使用 Cobra 库创建命令

创建 rootCmd

$ mkdir -p newApp2 && cd newApp2
// 通常情况下，我们会将 rootCmd 放在文件 cmd/root.go 中。
var rootCmd = &cobra.Command{
  Use:   "hugo",
  Short: "Hugo is a very fast static site generator",
  Long: `A Fast and Flexible Static Site Generator built with
                love by spf13 and friends in Go.
                Complete documentation is available at http://hugo.spf13.com`,
  Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {
    // Do Stuff Here
  },
}
func Execute() {
  if err := rootCmd.Execute(); err != nil {
    fmt.Println(err)
    os.Exit(1)
  }
}
// 还可以在 init() 函数中定义标志和处理配置
import (
  "fmt"
  "os"
  homedir "github.com/mitchellh/go-homedir"
  "github.com/spf13/cobra"
  "github.com/spf13/viper"
)
var (
    cfgFile     string
    projectBase string
    userLicense string
)
func init() {
  cobra.OnInitialize(initConfig)
  rootCmd.PersistentFlags().StringVar(&cfgFile, "config", "", "config file (default is $HOME/.cobra.yaml)")
  rootCmd.PersistentFlags().StringVarP(&projectBase, "projectbase", "b", "", "base project directory eg. github.com/spf13/")
  rootCmd.PersistentFlags().StringP("author", "a", "YOUR NAME", "Author name for copyright attribution")
  rootCmd.PersistentFlags().StringVarP(&userLicense, "license", "l", "", "Name of license for the project (can provide `licensetext` in config)")
  rootCmd.PersistentFlags().Bool("viper", true, "Use Viper for configuration")
  viper.BindPFlag("author", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("author"))
  viper.BindPFlag("projectbase", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("projectbase"))
  viper.BindPFlag("useViper", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("viper"))
  viper.SetDefault("author", "NAME HERE <EMAIL ADDRESS>")
  viper.SetDefault("license", "apache")
}
func initConfig() {
  // Don't forget to read config either from cfgFile or from home directory!
  if cfgFile != "" {
    // Use config file from the flag.
    viper.SetConfigFile(cfgFile)
  } else {
    // Find home directory.
    home, err := homedir.Dir()
    if err != nil {
      fmt.Println(err)
      os.Exit(1)
    }
    // Search config in home directory with name ".cobra" (without extension).
    viper.AddConfigPath(home)
    viper.SetConfigName(".cobra")
  }
  if err := viper.ReadInConfig(); err != nil {
    fmt.Println("Can't read config:", err)
    os.Exit(1)
  }
}

创建 main.go 我们还需要一个 main 函数来调用 rootCmd，通常我们会创建一个 main.go 文件，在 main.go 中调用 rootCmd.Execute() 来执行命令

package main
import (
  "{pathToYourApp}/cmd"
)
func main() {
  cmd.Execute()
}

添加命令通常情况下，我们会把其他命令的源码文件放在 cmd/ 目录下，例如，我们添加一个 version 命令，可以创建 cmd/version.go 文件

package cmd
import (
  "fmt"
  "github.com/spf13/cobra"
)
func init() {
  rootCmd.AddCommand(versionCmd)
}
var versionCmd = &cobra.Command{
  Use:   "version",
  Short: "Print the version number of Hugo",
  Long:  `All software has versions. This is Hugo's`,
  Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {
    fmt.Println("Hugo Static Site Generator v0.9 -- HEAD")
  },
}

编译并运行

$ go mod init github.com/marmotedu/gopractise-demo/cobra/newApp2
$ go build -v .
$ ./newApp2 -h
A Fast and Flexible Static Site Generator built with
love by spf13 and friends in Go.
Complete documentation is available at http://hugo.spf13.com
Usage:
hugo [flags]
hugo [command]
Available Commands:
help Help about any command
version Print the version number of Hugo
Flags:
-a, --author string Author name for copyright attribution (default "YOUR NAME")
--config string config file (default is $HOME/.cobra.yaml)
-h, --help help for hugo
-l, --license licensetext Name of license for the project (can provide licensetext in config)
-b, --projectbase string base project directory eg. github.com/spf13/
--viper Use Viper for configuration (default true)
 Use "hugo [command] --help" for more information about a command.

4.2使用标志

Cobra 可以跟 Pflag 结合使用，实现强大的标志功能

// 使用持久化的标志
rootCmd.PersistentFlags().BoolVarP(&Verbose, "verbose", "v", false, "verbose output")
// 分配一个本地标志，本地标志只能在它所绑定的命令上使用
rootCmd.Flags().StringVarP(&Source, "source", "s", "", "Source directory to read from")
// 将标志绑定到 Viper
var author string
func init() {
 rootCmd.PersistentFlags().StringVar(&author, "author", "YOUR NAME", "Author name for copyright attribution")
 viper.BindPFlag("author", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("author"))
}
// 设置标志为必选
rootCmd.Flags().StringVarP(&Region, "region", "r", "", "AWS region (required)")
rootCmd.MarkFlagRequired("region")