dubbo-go 中 REST 协议实现

在社区小伙伴们的努力下，Apache/dubbo-go 在 v1.4.0 中支持 REST 协议了。

什么是 REST 协议

REST 是 REpresentational State Transfer（表述性状态转移）的简写，是一种软件架构风格。虽然 REST 架构风格不是一定要基于 HTTP 协议进行传输，但是因为 HTTP 协议的通用性和易用性，现在越来越多的 web 服务采用基于 HTTP 协议实现 RESTful 架构。

在 dubbo-go 中的 REST 协议指的是一种基于 HTTP 协议的远程调用方式。简单的来讲，REST 协议就是把dubbo 服务发布成 RESTful 风格的 HTTP 接口并且能够能像调用 dubbo 接口一样的方式调用 HTTP 接口。

为什么要支持 REST 协议

在没有 REST 协议之前，小伙伴们是否一直在苦恼这样几个问题：

1. 传统的 web 服务不能直接调用我们发布的 dubbo 服务

2. 前端不能直接调用 dubbo 服务

3. dubbo 服务不能发布 Open API

上述问题，就是 REST 协议解决的核心问题。现在我们很多应用场景都是需要与异构的系统进行交互，而 REST 采用的 HTTP 通信协议非常适合用来打通异构系统，如图：

REST 协议没那么简单

REST 协议核心要解决一个问题：Go 方法到 HTTP 接口的双向映射。普通 HTTP 调用 dubbo-go 服务，考虑的是HTTP 到 Go 方法的映射；而 dubbo-go 服务调用 HTTP 服务，则是 Go 方法到 HTTP 接口的映射。

下面是我们要与 Go 方法要做映射的 HTTP 请求协议内容：

POST /path/{pathParam}?queryParam=1 HTTP/1.1
Accept: application/json
Content-Type: application/json
Host: http://localhost:8080
{"id":1111}

在服务提供方，当上面这种请求发送到服务器时，我们要把它路由到下面这个 Go 方法中，在服务消费方，我们也可以通过调用下面的 Go 方法把方法参数转化为上面的HTTP请求：

type Provider struct {
    // 该方法应该对应上面的http请求
    GetResult func(pathParam string, queryParam string, body interface{}, host string) (*Result, error)
}

在消费方调用 GetResult 时，传入各个参数的值：

• 变量 pathParam 的内容应该是字符串 "pathParam"；

• 变量 queryParam 的内容应该是字符串 "1" ；

• 变量 body 应该是有以字符串 "id" 为 key ，1111 为 value 的一个map；

• 当然 host 变量的内容应该是字符串 "http://localhost:8080" 。

在服务端执行 GetResult 方法时，得到的参数会与消费方调用时传入的值相同。

总结下来，我们要建立以下这些映射关系

1. 路径映射

2. Header 处理（固定 Header 和 Header 值也是参数两种情况）

3. POST or GET or ...（HTTP 方法映射）

4. 参数映射

要完成这种映射，我们首先要解决的是，如何知道这种映射关系？

答案只有一个，通过用户配置。而用户配置所面临的困难是，复杂且琐碎。（解决思路是提供大量默认配置减轻配置的负担，自定义配置方式允许用户使用自己熟悉的配置形式）

另外一个难点在于，使用何种 web 框架的问题。有些公司内部使用的是自研的 web 框架，他们有成熟的技术基础和运维能力。于是就会考虑说，能不能让 dubbo-go 在支持 REST 协议的时候，能够让他们将 REST 协议使用的web 框架替换成他们所期望的呢？

如何建立HTTP接口与方法的映射关系

下面我举一个HTTP接口与方法映射的具体例子：

Go 结构体定义如下：

type UserProvider struct {
    
    GetUser func(id string, name string, age int) (*User, error)
}

要发布的HTTP接口形式是：

http://127.0.0.1/UserProvider/GetUser/{id}?name=test&age=1

服务端配置如下：

services:
  "UserProvider":
    //注册中心
    registry: "zookeeper"
    //启用REST协议
    protocol : "rest"
    //DUBBO的接口名
    interface : "com.ikurento.user.UserProvider"
    // 服务接口路径
    rest_path: "/UserProvider"
    methods:
    - name: "GetUser"
      // 方法接口路径
      rest_path: "/GetUser/{id}"
      // HTTP方法
      rest_method: "GET"
      // HTTP查询参数
      rest_query_params: "1:name,2:age"
      // HTTP路径参数
      rest_path_params: "0:id"
      // 可以提供的内容类型
      rest_produces: "application/json;application/xml"
      // 可以接受的客户端参数类型
      rest_consumes: "application/json;charset=utf-8,*/*"
      // HTTP Body
      rest_body: -1

在配置文件中我们定义了方法的路径，HTTP方法等接口参数，这里需要注意的是路径参数和查询参数的配置方式，0:name 的意思是查询参数 name 对应 GetUser 方法的第一个参数，还有 rest_body 配置的数字也是对应这方法的参数，这里没有 body 参数所有就配置了 `-1`。

REST协议的调用过程

上图展示了用户在 Consumer 端调用 GetUser 方法到 Provdier 端 GetUser 方法被执行的整个过程，在 RestClient 和 RestServer 中分别实现了 Go 方法参数到 HTTP 请求的转换和 HTTP 请求到 Go 方法的转换，这是最为核心和复杂的部分。换言之，我们在这里实现了前面提到的 Go 方法和 HTTP 请求的双向映射。

这里我们可以注意到 RestClient 和 RestServer 是可以用户自行扩展的，下面我将具体介绍一下在REST协议中有哪些扩展点设计。

REST协议的扩展点设计

基于 dubbo-go 良好的 extension 扩展设计，我们定义了多个扩展点，用户可以自定义功能实现。

自定义HTTP服务器

RestServer的扩展接口：

type RestServer interface {
    
    // sever启动函数
    Start(url common.URL)
    
    // 发布接口
    Deploy(restMethodConfig *rest_config.RestMethodConfig, routeFunc func(request RestServerRequest, response RestServerResponse))
    
    // 删除接口
    UnDeploy(restMethodConfig *rest_config.RestMethodConfig)
    
    // server关闭
    Destroy()
}

在 dubbo-go 的 v1.4.0 中默认使用 go-restful 作为 HTTP 服务器，如果用户想用其他 HTTP 容器可以实现上面的接口，并在配置文件中配置使用自己自定义的服务器。

这个接口中，最核心的方法是 Deploy，在 restMethodConfig 方法参数中有用户配置的接口路径等一系列参数，routeFunc 是 HTTP 接口需要被路由执行的函数。不同的http服务器会有不同的 request 和 response ，所以我们定义了 RestServerRequest 接口和 RestServerResponse 接口让用户进行适配。

自定义HTTP客户端

RestClient 的扩展接口：

// RestOptions
type RestOptions struct {
    RequestTimeout time.Duration
    ConnectTimeout time.Duration
}
// RestClientRequest
type RestClientRequest struct {
    Header      http.Header
    Location    string
    Path        string
    Method      string
    PathParams  map[string]string
    QueryParams map[string]string
    Body        interface{}
}
// RestClient user can implement this client interface to send request
type RestClient interface {
    Do(request *RestClientRequest, res interface{}) error
}

最后的请求到客户端时，都会被封装为 RestRequest，用户可以非常简单快速的扩展自己的 Client 端。RestOptions 中有一些客户端的超时配置，在创建自己的客户端时需要根据这些配置初始化客户端。

自定义 REST 配置形式

前面提到，REST 协议一个很麻烦的地方在于，配置很繁琐很琐碎。Go 不同于 Java，可以通过注解的形式来简化配置。

所以我们考虑到用户不同的使用习惯和公司的配置风格，提供了这个扩展点。

ConfigReader 的扩展接口：

type ConfigReader interface {
   
    // Consumer配置读取
    ReadConsumerConfig(reader *bytes.Buffer) error
    
    // Provider配置读取
    ReadProviderConfig(reader *bytes.Buffer) error
}

ReadConsumerConfig 和 ReadProviderConfig 方法的参数是配置文件的文件流，在实现方法中可以再次解析，也可以使用二次编译或者硬编码方式等其他方式读取配置。这是一个通用的配置读取接口，以后可以用来扩展 REST 配置之外的其他配置，所以需要在方法中调用方法设置配置，如下：

// 设置Rest的消费者配置
config.SetRestConsumerServiceConfigMap(restConsumerServiceConfigMap)
// 设置Rest的提供者配置
config.SetRestProviderServiceConfigMap(restProviderServiceConfigMap)

如何添加 HTTP 过滤器

因为不同 HTTP 服务器的过滤器，拦截器或者是 middleware 添加方式都不同，所以我们很难定义一个接口满足所有服务器。因此我们单独为 go-restful 定义了一个添加 filter 的方法，这里我们需要注意的一点是必须在 REST 接口发布前添加filter。

server_impl.AddGoRestfulServerFilter(func(request *restful.Request, response *restful.Response, chain *restful.FilterChain) {
    // 鉴权等功能
    chain.ProcessFilter(request, response)
})
// 启动dubbo服务，发布rest等接口
config.Load()

展望

以上是关于 REST 协议的一些介绍，具体的实现我就不详细讲了，大家可以去参阅源码。

如果想看具体的Example，请参考：

https://github.com/dubbogo/dubbo-samples/tree/master/golang/general/rest

REST 未来需要支持 HTTPS 协议和基于 open tracing 标准 api 的链路追踪。REST 的配置信息未来也不是 REST协议独有的，这些配置信息未来可以作为每个 dubbo 接口的元数据，存储到元数据中心，为网关提供 HTTP 协议与 dubbo 协议之间的映射关系。

作者：蒋超，github id Patrick0308，在 杭州贝安云科技有限公司 任职服务开发工程师。