GO 編程模式系列（三）：FUNCTIONAL OPTIONS
原文作者：陳皓（左耳朵耗子）
內(nèi)容出處：
https://coolshell.cn/articles/21146.html
在本篇文章中，我們來討論一下Functional Options這個編程模式。這是一個函數(shù)式編程的應(yīng)用案例，編程技巧也很好，是目前在Go語言中最流行的一種編程模式。但是，在我們正式討論這個模式之前，我們需要先來看看要解決什么樣的問題。
本文是全系列中第3 / 9篇：Go編程模式
Go編程模式：切片，接口，時間和性能 Go 編程模式：錯誤處理 Go 編程模式：Functional Options Go編程模式：委托和反轉(zhuǎn)控制 Go編程模式：Map-Reduce Go 編程模式：Go Generation Go編程模式：修飾器 Go編程模式：Pipeline Go 編程模式：k8s Visitor 模式
目錄
配置選項問題 配置對象方案 Builder模式 Functional Options
配置選項問題
在我們編程中，我們會經(jīng)常性的需要對一個對象（或是業(yè)務(wù)實體）進(jìn)行相關(guān)的配置。比如下面這個業(yè)務(wù)實體（注意，這僅只是一個示例）：
type Server struct {Addr stringPort intProtocol stringTimeout time.DurationMaxConns intTLS *tls.Config}
在這個?Server?對象中，我們可以看到：
要有偵聽的IP地址? Addr?和端口號?Port?，這兩個配置選項是必填的（當(dāng)然，IP地址和端口號都可以有默認(rèn)值，當(dāng)這里我們用于舉例認(rèn)為是沒有默認(rèn)值，而且不能為空，需要必填的）。然后，還有協(xié)議? Protocol?、?Timeout?和MaxConns?字段，這幾個字段是不能為空的，但是有默認(rèn)值的，比如：協(xié)議是tcp, 超時30秒 和 最大鏈接數(shù)1024個。還有一個? TLS?這個是安全鏈接，需要配置相關(guān)的證書和私鑰。這個是可以為空的。
所以，針對于上述這樣的配置，我們需要有多種不同的創(chuàng)建不同配置?Server?的函數(shù)簽名，如下所示（代碼比較寬，需要左右滾動瀏覽）：
func NewDefaultServer(addr string, port int) (*Server, error) {return &Server{addr, port, "tcp", 30 * time.Second, 100, nil}, nil}func NewTLSServer(addr string, port int, tls *tls.Config) (*Server, error) {return &Server{addr, port, "tcp", 30 * time.Second, 100, tls}, nil}func NewServerWithTimeout(addr string, port int, timeout time.Duration) (*Server, error) {return &Server{addr, port, "tcp", timeout, 100, nil}, nil}func NewTLSServerWithMaxConnAndTimeout(addr string, port int, maxconns int, timeout time.Duration, tls *tls.Config) (*Server, error) {return &Server{addr, port, "tcp", 30 * time.Second, maxconns, tls}, nil}
因為Go語言不支持重載函數(shù)，所以，你得用不同的函數(shù)名來應(yīng)對不同的配置選項。
配置對象方案
要解決這個問題，最常見的方式是使用一個配置對象，如下所示：
type Config struct {Protocol stringTimeout time.DurationMaxconns intTLS *tls.Config}
我們把那些非必輸?shù)倪x項都移到一個結(jié)構(gòu)體里，于是?Server?對象變成了：
type Server struct {Addr stringPort intConf *Config}
于是，我們只需要一個?NewServer()?的函數(shù)了，在使用前需要構(gòu)造?Config?對象。
func NewServer(addr string, port int, conf *Config) (*Server, error) {//...}//Using the default configuratrionsrv1, _ := NewServer("localhost", 9000, nil)conf := ServerConfig{Protocol:"tcp", Timeout: 60*time.Duration}srv2, _ := NewServer("locahost", 9000, &conf)
這段代碼算是不錯了，大多數(shù)情況下，我們可能就止步于此了。但是，對于有潔癖的有追求的程序員來說，他們能看到其中有一點不好的是，Config?并不是必需的，所以，你需要判斷是否是?nil?或是 Empty –?Config{}這讓我們的代碼感覺還是有點不是很干凈。
Builder模式
如果你是一個Java程序員，熟悉設(shè)計模式的一定會很自然地使用上Builder模式。比如如下的代碼：
User user = new User.Builder().name("Hao Chen").email("haoel@hotmail.com").nickname("左耳朵").build();
仿照上面這個模式，我們可以把上面代碼改寫成如下的代碼（注：下面的代碼沒有考慮出錯處理，其中關(guān)于出錯處理的更多內(nèi)容，請參看《Go 編程模式：出錯處理》）：
//使用一個builder類來做包裝type ServerBuilder struct {Server}func (sb *ServerBuilder) Create(addr string, port int) *ServerBuilder {sb.Server.Addr = addrsb.Server.Port = port//其它代碼設(shè)置其它成員的默認(rèn)值return sb}func (sb *ServerBuilder) WithProtocol(protocol string) *ServerBuilder {sb.Server.Protocol = protocolreturn sb}func (sb *ServerBuilder) WithMaxConn( maxconn int) *ServerBuilder {sb.Server.MaxConns = maxconnreturn sb}func (sb *ServerBuilder) WithTimeOut( timeout time.Duration) *ServerBuilder {sb.Server.Timeout = timeoutreturn sb}func (sb *ServerBuilder) WithTLS( tls *tls.Config) *ServerBuilder {sb.Server.TLS = tlsreturn sb}func (sb *ServerBuilder) Build() (Server) {return sb.Server}
于是就可以以如下的方式來使用了：
sb := ServerBuilder{}server, err := sb.Create("127.0.0.1", 8080).WithProtocol("udp").WithMaxConn(1024).WithTimeOut(30*time.Second).Build()
上面這樣的方式也很清楚，不需要額外的Config類，使用鏈?zhǔn)降暮瘮?shù)調(diào)用的方式來構(gòu)造一個對象，只需要多加一個Builder類，這個Builder類似乎有點多余，我們似乎可以直接在Server?上進(jìn)行這樣的 Builder 構(gòu)造，的確是這樣的。但是在處理錯誤的時候可能就有點麻煩（需要為Server結(jié)構(gòu)增加一個error 成員，破壞了Server結(jié)構(gòu)體的“純潔”），不如一個包裝類更好一些。
如果我們想省掉這個包裝的結(jié)構(gòu)體，那么就輪到我們的Functional Options上場了，函數(shù)式編程。
Functional Options
首先，我們先定義一個函數(shù)類型：
type Option func(*Server)然后，我們可以使用函數(shù)式的方式定義一組如下的函數(shù)：
func Protocol(p string) Option {return func(s *Server) {s.Protocol = p}}func Timeout(timeout time.Duration) Option {return func(s *Server) {s.Timeout = timeout}}func MaxConns(maxconns int) Option {return func(s *Server) {s.MaxConns = maxconns}}func TLS(tls *tls.Config) Option {return func(s *Server) {s.TLS = tls}}
上面這組代碼傳入一個參數(shù)，然后返回一個函數(shù)，返回的這個函數(shù)會設(shè)置自己的?Server?參數(shù)。例如：
當(dāng)我們調(diào)用其中的一個函數(shù)用? MaxConns(30)?時其返回值是一個? func(s* Server) { s.MaxConns = 30 }?的函數(shù)。
這個叫高階函數(shù)。在數(shù)學(xué)上，就好像這樣的數(shù)學(xué)定義，計算長方形面積的公式為：?rect(width, height) = width * height;?這個函數(shù)需要兩個參數(shù)，我們包裝一下，就可以變成計算正方形面積的公式：square(width) = rect(width, width)?也就是說，squre(width)返回了另外一個函數(shù)，這個函數(shù)就是rect(w,h)?只不過他的兩個參數(shù)是一樣的。即：f(x)? = g(x, x)
好了，現(xiàn)在我們再定一個?NewServer()的函數(shù)，其中，有一個可變參數(shù)?options?其可以傳出多個上面上的函數(shù)，然后使用一個for-loop來設(shè)置我們的?Server?對象。
func NewServer(addr string, port int, options ...func(*Server)) (*Server, error) {srv := Server{Addr: addr,Port: port,Protocol: "tcp",Timeout: 30 * time.Second,MaxConns: 1000,TLS: nil,}for _, option := range options {option(&srv)}//...return &srv, nil}
于是，我們在創(chuàng)建?Server?對象的時候，我們就可以這樣來了。
s1, _ := NewServer("localhost", 1024)s2, _ := NewServer("localhost", 2048, Protocol("udp"))s3, _ := NewServer("0.0.0.0", 8080, Timeout(300*time.Second), MaxConns(1000))
怎么樣，是不是高度的整潔和優(yōu)雅？不但解決了使用?Config?對象方式 的需要有一個config參數(shù)，但在不需要的時候，是放?nil?還是放?Config{}的選擇困難，也不需要引用一個Builder的控制對象，直接使用函數(shù)式編程的試，在代碼閱讀上也很優(yōu)雅。
所以，以后，大家在要玩類似的代碼時，強烈推薦使用Functional Options這種方式，這種方式至少帶來了如下的好處：
直覺式的編程 高度的可配置化 很容易維護和擴展 自文檔 對于新來的人很容易上手 沒有什么令人困惑的事（是nil 還是空）
參考文檔
“Self referential functions and design” by Rob Pike
http://commandcenter.blogspot.com.au/2014/01/self-referential-functions-and-design.html
(全文完)