go语言Pflag Viper Cobra 核心功能使用介绍
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")
5.总结
在开发 Go 项目时,我们可以通过 Pflag 来解析命令行参数,通过 Viper 来解析配置文件,用 Cobra 来实现命令行框架。
你可以通过 pflag.String()、 pflag.StringP()、pflag.StringVar()、pflag.StringVarP() 方法来设置命令行参数,并使用 Get 来获取参数的值
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