最近在做脚手架相关的内容, 研究了一下 Go 的 text/template 包, 接下来跟大家分享下 template 的基本原理.
在 Golang 的标准库中, 有两个和 template 有关的包, 一个是 html/template, 另外一个是 text/template, 这两个包的主要区别是 html 版本加入了很多对 js字符串 和 html标签 的处理, 下面我们主要用 text/template 作为案例说明.
首先, 无论是使用 template.Parse() 还是 template.New() 都会创建一个 *Template 对象, 用来管理整个处理流程.
模板处理主要分为两个阶段, 第一个阶段是parse 阶段, 在这个阶段, 会把读入的数据, 不论是从文件读入还是直接从字符串读取的内容, 统一解析成节点树, 第二个阶段是 execute 阶段, 在这个阶段, 会把传进来的变量解析到节点树上, 生成最终的输出流, 然后写入到 io.Writer 中.
下边我们看一段简单的 使用template 的代码
package main
import (
"os"
"text/template"
)
var templateStr = `
package main
func main() {
fmt.Println("Hello, {{.Name}}!")
}
`
func main() {
// 创建template对象
t := template.New("demo")
// 解析模板内容
parse, err := t.Parse(templateStr)
if err != nil {
panic(err)
}
// 执行解析
data := map[string]string{"Name": "World"}
err = parse.Execute(os.Stdout, data)
if err != nil {
panic(err)
}
}
运行后可以看到输出:
package main
func main() {
fmt.Println("Hello, World!")
}
接下来我们就一起来分析下执行过程:
template.New 创建了一个template对象
// src/text/template/template.go
type Template struct {
name string
*parse.Tree
*common
leftDelim string
rightDelim string
}
其中 *parse.Tree 只在 html/template 中使用, 表示解析完成的模板, *common 里包含了解析过程中所有输入的模板, 用一个 map 存储, 之所以使用map, 是因为 template 支持 {{define block}} 这种嵌套模板, 每一个模板快都会被解析成一个 Template对象, 然后放到这个map里, 供模板之间引用. 下面我们重点看下, 每个模板解析完之后生成的 parse.Tree.
上边的代码生成的模板对象 t 包含的map只有一个元素, 元素的 Root属性(即parse之后生成的 parse.Tree), 会有三个节点.
其中 TextNode 直接存储了文本, ActionNode 会解析出 .Name 变量, 将文本字符串解析成为 parse.Tree 对象之后, Parse阶段就执行结束了, 接下来就是 Execute 阶段.
// src/text/template/exec.go
func (t *Template) Execute(wr io.Writer, data any) error {
return t.execute(wr, data)
}
func (t *Template) execute(wr io.Writer, data any) (err error) {
defer errRecover(&err)
// 使用反射解析传入的参数
value, ok := data.(reflect.Value)
...
state := &state{
tmpl: t,
wr: wr,
vars: []variable{{"$", value}},
}
...
// 遍历节点
state.walk(value, t.Root)
return
}
Execute阶段开始的时候, 会先反射传入的 data, 用来解析模板内的变量, 接下来遍历模板的Root 也就是从节点树的根开始遍历处理每个节点, 这里使用了递归的方式.
// src/text/template/exec.go
func (s *state) walk(dot reflect.Value, node parse.Node) {
s.at(node)
switch node := node.(type) {
case *parse.ActionNode:
val := s.evalPipeline(dot, node.Pipe)
if len(node.Pipe.Decl) == 0 {
s.printValue(node, val)
}
...
case *parse.ListNode:
// 循环遍历节点, 递归
for _, node := range node.Nodes {
s.walk(dot, node)
}
...
case *parse.TextNode:
if _, err := s.wr.Write(node.Text); err != nil {
s.writeError(err)
}
...
}
我们看下 ActionNode 和 TextNode 的处理
ActionNode 在Parse阶段生成语法树, 在Execute阶段分为两步处理, 第一步, 是解析语法树, 把对应的变量替换成实际的值, 对应方法evalPipeline(), 第二步是把生成的结果输出, 对应了代码printValue()TextNode 就很简单了, 直接把Node存储的文本原封不动的打印, 直接使用了 Write()方法写入节点遍历完成之后, 所有的文本已经都输出到 io.Writer 中, 模板执行结束.
至此, 整个流程完成.
text/template 的解析过程主要经历了两个阶段:
在这个阶段, 输入内容经历了从 template.Template 到 parse.NodeList 再到 parse.Node几个步骤, 将纯文本变成了可以统一处理的节点, 方便后续操作
遍历全部的 parse.Node, 根据不同的规则把每个node的内容处理过之后, 输出到 io.Writer里, 完成执行
template功能用在代码生成上非常简单高效, 诸如脚手架生成基础开发模板, 还有 protobuf 等 IDL 生成代码都很方便,更多的实践应用，请关注其它相关文章！
