13.2 カスタム定義のルータの設計

HTTPルーティング

HTTPルーティングのセットアップはHTTPリクエストが対応する関数の処理(またはstructの方法)に送信されることを担当します。例えば前の節においてご紹介した構造図では、ルーティングはフレームワークにおいてイベントプロセッサに相当します。このイベントは以下を含みます：

• ユーザリクエストのパス(path)(例えば:/user/123,/article/123)、当然文字列情報も検索します(例えば?id=11)
• HTTPのリクエストメソッド(method)(GET、POST、PUT、DELETE、PATCH等)

ルータはユーザがリクエストしたイベント情報に基づいて対応する処理関数(コントロールレイヤ)にリダイレクトします。

デフォルトルーティングの実装

3.4節でGoのhttpパッケージの詳細の中でGoのhttpパッケージがどのように設計されルーティングを実装しているかをご紹介しました。ここではもうひとつ例を挙げてご説明しましょう：

func fooHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))
}

http.Handle("/foo", fooHandler)

http.HandleFunc("/bar", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))
})

log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))

上の例ではhttpのデフォルトであるDefaultServeMuxをコールしてルーティングを追加しています。２つの引数を渡すことでユーザがアクセスするリソースを提供します。１つ目の引数はユーザがこのリソースにアクセスするであろうURLパス(r.URL.Pathに保存されます)、２つ目の引数は次に実行される関数です。ルーティングの考え方は次の二点に集約されます：

• ルーティング情報の追加
• ユーザのリクエストを実行される関数にリダイレクトする

Goのデフォルトのルーティングは関数http.Handleとhttp.HandleFuncによって追加され、どちらも深いレイヤでDefaultServeMux.Handle(pattern string, handler Handler)をコールしています。この関数はルーティング情報をmap情報map[string]muxEntity`に保存することで上の１つ目を解決します。

Goはポートを監視し、tcp接続を受け付けるとHandlerに処理を投げます。上の例ではデフォルトのnilはhttp.DefaultServeMuxです。DefaultServeMux.ServeHTTP関数によってディスパッチを行います。事前に保存しておいたmapルーティング情報を、ユーザがアクセスするURLにマッチングすることで、対応する登録された処理関数を探し出します。このように上の二点目を実装します。

for k, v := range mux.m {
    if !pathMatch(k, path) {
        continue
    }
    if h == nil || len(k) > n {
        n = len(k)
        h = v.h
    }
}

beegoフレームワークのルーティングの実装

現在ほとんどすべてのWebアプリケーションのルーティングはすべてhttpのデフォルトのルータに基いて実装されています。しかし、Goにはじめから備わっているルータにはいくつかの制限があります：

• パラメータ設定をサポートしない。例えば/user/:uid といったマッチング等です。
• RESTモードをあまりよくサポートしていません。アクセスを制限する方法がありません。例えば上の例で言えば、ユーザによる/fooへのアクセスに、GET、POST、DELETE、HEADといったメソッドでアクセスすることです。
• 一般的にウェブサイトのルーティングルールは多すぎて、書くのが大変です。以前私はあるAPIアプリケーションを開発したことがあるのですが、ルーティングルールは30数個ありました。このようなルーティングの多さは実は簡素化することができます。structの方法を通して簡素化することが可能です。

beegoフレームワークのルータは上のいくつかの制限を考慮して設計されたRESTメソッドのルーティングを実装しています。ルーティングの設計も上のGoデフォルトの設計の二点を考慮しています：すなわち、ルーティングの保存とルーティングのリダイレクトです。

ルーティングの保存

ここでお話した制限に対して、我々はまずパラメータのサポートに正規表現を使えるよう解決する必要があります。2点目と3点目については柔軟な方法によって解決します。RESTの方法をstructの方法に組み込んでしまうのです。その後関数ではなくstructにルーティングすることで、ルーティングをリダイレクトする際methodに従って異なるメソッドを実行することができるようになります。

上の考え方で、我々は２つのデータ型controllerInfo(パスと対応するstructを保存する。ここではreflect.Type型)とControllerRegistor(routersはsliceを使ってユーザが追加したルーティング情報を保存する)を設計しました。

type controllerInfo struct {
    regex          *regexp.Regexp
    params         map[int]string
    controllerType reflect.Type
}

type ControllerRegistor struct {
    routers     []*controllerInfo
    Application *App
}

ControllerRegistorの外側のインターフェース関数には以下があります。

func (p *ControllerRegistor) Add(pattern string, c ControllerInterface)

細かい実装は以下に示します：

func (p *ControllerRegistor) Add(pattern string, c ControllerInterface) {
    parts := strings.Split(pattern, "/")

    j := 0
    params := make(map[int]string)
    for i, part := range parts {
        if strings.HasPrefix(part, ":") {
            expr := "([^/]+)"

            //a user may choose to override the defult expression
            // similar to expressjs: ‘/user/:id([0-9]+)’

            if index := strings.Index(part, "("); index != -1 {
                expr = part[index:]
                part = part[:index]
            }
            params[j] = part
            parts[i] = expr
            j++
        }
    }

    //recreate the url pattern, with parameters replaced
    //by regular expressions. then compile the regex

    pattern = strings.Join(parts, "/")
    regex, regexErr := regexp.Compile(pattern)
    if regexErr != nil {

        //TODO add error handling here to avoid panic
        panic(regexErr)
        return
    }

    //now create the Route
    t := reflect.Indirect(reflect.ValueOf(c)).Type()
    route := &controllerInfo{}
    route.regex = regex
    route.params = params
    route.controllerType = t

    p.routers = append(p.routers, route)

}

スタティックルーティングの実装

上では動的なルーティングの実装を行いました。Goのhttpパッケージはデフォルトで静的なファイルを処理するFileServerをサポートしています。自分で定義したルータを実装したわけですから、静的なファイルも自分たちで設定しなければなりません。beegoの静的ディレクトリパスはグローバル変数StaticDirに保存されています。StaticDirはmap型で、以下のように実装されています：

func (app *App) SetStaticPath(url string, path string) *App {
    StaticDir[url] = path
    return app
}

アプリケーションにおいて静的なルーティングを設定するには以下の方法で行います：

beego.SetStaticPath("/img","/static/img")

リダイレクトルーティング

リダイレクトルーティングはControllerRegistorの中のルーティング情報に基づいてリダイレクトが行われます。細かい実装は以下のコードに示します：

// AutoRoute
func (p *ControllerRegistor) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    defer func() {
        if err := recover(); err != nil {
            if !RecoverPanic {
                // go back to panic
                panic(err)
            } else {
                Critical("Handler crashed with error", err)
                for i := 1; ; i += 1 {
                    _, file, line, ok := runtime.Caller(i)
                    if !ok {
                        break
                    }
                    Critical(file, line)
                }
            }
        }
    }()
    var started bool
    for prefix, staticDir := range StaticDir {
        if strings.HasPrefix(r.URL.Path, prefix) {
            file := staticDir + r.URL.Path[len(prefix):]
            http.ServeFile(w, r, file)
            started = true
            return
        }
    }
    requestPath := r.URL.Path

    //find a matching Route
    for _, route := range p.routers {

        //check if Route pattern matches url
        if !route.regex.MatchString(requestPath) {
            continue
        }

        //get submatches (params)
        matches := route.regex.FindStringSubmatch(requestPath)

        //double check that the Route matches the URL pattern.
        if len(matches[0]) != len(requestPath) {
            continue
        }

        params := make(map[string]string)
        if len(route.params) > 0 {
            //add url parameters to the query param map
            values := r.URL.Query()
            for i, match := range matches[1:] {
                values.Add(route.params[i], match)
                params[route.params[i]] = match
            }

            //reassemble query params and add to RawQuery
            r.URL.RawQuery = url.Values(values).Encode() + "&" + r.URL.RawQuery
            //r.URL.RawQuery = url.Values(values).Encode()
        }
        //Invoke the request handler
        vc := reflect.New(route.controllerType)
        init := vc.MethodByName("Init")
        in := make([]reflect.Value, 2)
        ct := &Context{ResponseWriter: w, Request: r, Params: params}
        in[0] = reflect.ValueOf(ct)
        in[1] = reflect.ValueOf(route.controllerType.Name())
        init.Call(in)
        in = make([]reflect.Value, 0)
        method := vc.MethodByName("Prepare")
        method.Call(in)
        if r.Method == "GET" {
            method = vc.MethodByName("Get")
            method.Call(in)
        } else if r.Method == "POST" {
            method = vc.MethodByName("Post")
            method.Call(in)
        } else if r.Method == "HEAD" {
            method = vc.MethodByName("Head")
            method.Call(in)
        } else if r.Method == "DELETE" {
            method = vc.MethodByName("Delete")
            method.Call(in)
        } else if r.Method == "PUT" {
            method = vc.MethodByName("Put")
            method.Call(in)
        } else if r.Method == "PATCH" {
            method = vc.MethodByName("Patch")
            method.Call(in)
        } else if r.Method == "OPTIONS" {
            method = vc.MethodByName("Options")
            method.Call(in)
        }
        if AutoRender {
            method = vc.MethodByName("Render")
            method.Call(in)
        }
        method = vc.MethodByName("Finish")
        method.Call(in)
        started = true
        break
    }

    //if no matches to url, throw a not found exception
    if started == false {
        http.NotFound(w, r)
    }
}

事始め

このようなルーティング設計に基いていると、前に説明した３つの制限をクリアできます。使い方は以下に示します：

基本的なルーティング登録の使用：

beego.BeeApp.RegisterController("/", &controllers.MainController{})

オプションの登録：

beego.BeeApp.RegisterController("/:param", &controllers.UserController{})

正規表現マッチング：

beego.BeeApp.RegisterController("/users/:uid([0-9]+)", &controllers.UserController{})

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