Golang Template

Go语言中的Go Template是一种用于生成文本输出的简单而强大的模板引擎。它提供了一种灵活的方式来生成各种格式的文本，例如HTML、XML、JSON等。

Go Template的具有以下主要特性：

1. 简洁易用：Go Template语法简洁而易于理解。它使用一对双大括号“{{}}”来标记模板的占位符和控制结构。这种简单的语法使得模板的编写和维护变得非常方便。
2. 数据驱动：Go Template支持数据驱动的模板生成。你可以将数据结构传递给模板，并在模板中使用点号“.”来引用数据的字段和方法。这种数据驱动的方式使得模板可以根据不同的数据动态生成输出。
3. 条件和循环：Go Template提供了条件语句和循环语句，使得你可以根据条件和迭代来控制模板的输出。你可以使用“if”、“else”、“range”等关键字来实现条件判断和循环迭代，从而生成灵活的输出。
4. 过滤器和函数：Go Template支持过滤器和函数，用于对数据进行转换和处理。你可以使用内置的过滤器来格式化数据，例如日期格式化、字符串截断等。此外，你还可以定义自己的函数，并在模板中调用这些函数来实现更复杂的逻辑和操作。
5. 嵌套模板：Go Template支持模板的嵌套，允许你在一个模板中包含其他模板。这种模板的组合和嵌套机制可以帮助你构建更大型、更复杂的模板结构，提高代码的可重用性和可维护性。

在很多Go开发的工具，项目都大量的使用了template模板。例如: Helm,K8s,Prometheus,以及一些code-gen代码生成器等等。Go template提供了一种模板机制，通过预声明模板，传入自定义数据来灵活的定制各种文本。

1.示例

我们通过一个示例来了解一下template的基本使用。

首先声明一段模板

var md = `Hello,{{ . }}`

解析模板并执行

func main() {
    tpl := template.Must(template.New("first").Parse(md))
    if err := tpl.Execute(os.Stdout, "Jack"); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

// 输出
// Hello Jack

在上述例子中, {{ . }}前后花括号属于分界符,template会对分界符内的数据进行解析填充。其中 . 代表当前对象，这种概念在很多语言中都存在。

在main函数中，我们通过template.New创建一个名为"first"的template，并用此template进行Parse解析模板。随后，再进行执行：传入io.Writer,data，template会将数据填充至解析的模板中，再输出到传入的io.Writer上。

我们再来看一个例子

// {{ .xxoo -}} 删除右侧的空白
var md = `个人信息:
姓名: {{ .Name }}
年龄: {{ .Age }}
爱好: {{ .Hobby -}}
`

type People struct {
    Name string
    Age  int
}

func (p People) Hobby() string {
    return "唱,跳,rap,篮球"
}

func main() {

    tpl := template.Must(template.New("first").Parse(md))
    p := People{
        Name: "Jackson",
        Age:  20,
    }
    if err := tpl.Execute(os.Stdout, p); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

// 输出
//个人信息:
//姓名: Jackson       
//年龄: 20            
//爱好: 唱,跳,rap,篮球

Hobby属于People的方法，所以在模板中也可以通过.进行调用。需要注意: 不管是字段还是方法，由于template实际解析的包与当前包不同，无论是字段还是方法必须是导出的。

在template中解析时，它 移除了 {{ 和 }} 里面的内容，但是留下的空白完全保持原样。所以解析出来的时候，我们需要对空白进行控制。YAML认为空白是有意义的，因此管理空白变得很重要。我们可以通过-进行控制空白。

{{- (包括添加的横杠和空格)表示向左删除空白， 而 -}} 表示右边的空格应该被去掉。

要确保-和其他命令之间有一个空格。

{{- 10 }}: "表示向左删除空格，打印10"

{{ -10 }}: "表示打印-10"

2.流程控制

条件判断 IF ELSE

在template中，提供了if/else的流程判断。

我们看一下doc的定义:

{{if pipeline}} T1 {{end}}
    如果 pipeline 的值为空，则不生成输出；
    否则，执行T1。空值为 false、0、任何
    nil 指针或接口值，以及
    长度为零的任何数组、切片、映射或字符串。
    点不受影响。
{{if pipeline}} T1 {{else}} T0 {{end}}
    如果 pipeline 的值为空，则执行 T0；
    否则，执行T1。点不受影响。
{{if pipeline}} T1 {{else if pipeline}} T0 {{end}}
    为了简化 if-else 链的外观，
    if 的 else 操作可以直接包含另一个 if

其中pipeline命令是一个简单的值（参数）或一个函数或方法调用。我们第一个例子的hobby就属于方法调用。

继续是上面的案例，我们添加了一个IF/ELSE来判断年龄，在IF中我们使用了一个内置函数gt判断年龄。

在template中，调用函数，传递参数是跟在函数后面: function arg1 agr2。

或者也可以通过管道符进行传递:arg | function

每个函数都必须有1到2个返回值，如果有2个则后一个必须是error接口类型。

var md = `个人信息:
姓名: {{ .Name }}
年龄: {{ .Age }}
爱好: {{ .Hobby -}}
{{ if gt .Age 18 }}
成年人
{{ .Age | print }}
{{ else }}
未成年人
{{ end }}
`

// 输出
//个人信息:
//姓名: Jackson       
//年龄: 20            
//爱好: 唱,跳,rap,篮球
//成年人              
//20 

循环控制range

template同时也提供了循环控制的功能。我们还是先看一下doc

{range pipeline}} T1 {{end}} pipeline 的值必须是数组、切片、映射或通道。
    如果管道的值长度为零，则不输出任何内容；
    否则，将点设置为数组的连续元素，
    切片或映射并执行 T1。如果值是映射并且键是具有定义顺序的基本类型，则将按排序键顺序访问
    
{{range pipeline}} T1 {{else}} T0 {{end}} 
    pipeline 的值必须是数组、切片、映射或通道。
    如果管道的值长度为零，则 . 不受影响并
    执行 T0；否则，将 . 设置为数组、切片或映射的连续元素，并执行 T1。
    
{{break}}
    最里面的 {{range pipeline}} 循环提前结束，停止当前迭代并绕过所有剩余迭代。
    
{{continue}}
    最里面的 {{range pipeline}} 循环的跳过当前迭代

整合上面的IF/ELSE，我们做一个综合案例

var md = `
Start iteration:
{{- range . }}
{{- if gt . 3 }}
超过3
{{- else }}
{{ . }}
{{- end }}
{{ end }}
`

func main() {
    tpl := template.Must(template.New("first").Parse(md))
    p := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6}
    if err := tpl.Execute(os.Stdout, p); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

// 输出
//1       
//2        
//3       
//超过3    
//超过3    
//超过3

我们通过{{ range . }}遍历传入的对象，在循环内部再通过{{ if }}/{{ else }}判断每个元素的大小。

作用域控制with

在语言中都有一个作用域的概念。template也提供了通过使用with去修改作用域。

我们来看一个案例

var md = `
people name(out scope): {{ .Name }}
dog name(out scope): {{ .MyDog.Name }}
{{- with .MyDog }}
dog name(in scope): {{ .Name }} 
people name(in scope): {{ $.Name }}
{{ end }}
`
type People struct {
    Name  string
    Age   int
    MyDog Dog
}

type Dog struct {
    Name string
}

func main() {
    tpl := template.Must(template.New("first").Parse(md))
    p := People{Name: "Lucy", MyDog: Dog{Name: "Tom"}}
    if err := tpl.Execute(os.Stdout, p); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

// 输出
//people name(out scope): Lucy
//dog name(out scope): Tom    
//dog name(in scope): Tom     
//people name(in scope): Lucy 

在顶层作用域中，我们直接可以通过.去获取对象的信息。在声明的with中，我们将顶层对象的MyDog传入，那么在with作用域中，通过.获取的对象就是Dog。所以在with中我们可以直接通过.获取Dog的name。

有些时候，在子作用域中我们可能也希望可以获取到顶层对象，那么我们可以通过$获取顶层对象。上述例子的$.获取到People。

3.函数

在第二节内容中，我们使用了print,gt函数，这些函数都是预定义在template中。我们通过查阅源码可以查看预定义了以下函数:

func builtins() FuncMap {
    return FuncMap{
        "and":      and,
        "call":     call,
        "html":     HTMLEscaper,
        "index":    index,
        "slice":    slice,
        "js":       JSEscaper,
        "len":      length,
        "not":      not,
        "or":       or,
        "print":    fmt.Sprint,
        "printf":   fmt.Sprintf,
        "println":  fmt.Sprintln,
        "urlquery": URLQueryEscaper,

        // Comparisons
        "eq": eq, // ==
        "ge": ge, // >=
        "gt": gt, // >
        "le": le, // <=
        "lt": lt, // <
        "ne": ne, // !=
    }
}

在实际开发中，仅仅是这些函数是很难满足我们的需求。此时，我们希望能够传入自定义函数，在我们编写模板的时候可以使用自定义的函数。

我们引入一个需求: 希望将传入的str可以转为小写。

var md = `
result: {{ . | lower }}
`

func Lower(str string) string {
    return strings.ToLower(str)
}

func main() {
    tpl := template.Must(template.New("demo").Funcs(map[string]any{
        "lower": Lower,
    }).Parse(md))
    tpl.Execute(os.Stdout, "HELLO FOSHAN")
}

// 输出
// result: hello foshan

由于template支持链式调用,所以我们一般把Parse放在最后

我们通过调用Funcs，传入functionName : function的map。

执行模板时，函数从两个函数map中查找：首先是模板函数map，然后是全局函数map。一般不在模板内定义函数，而是使用Funcs方法添加函数到模板里。

方法必须有一到两个返回值，如果是两个，那么第二个一定是error接口类型

注意:Funcs必须在解析parse前调用。如果模板已经解析了，再传入funcs，template并不知道该函数应该如何映射。

4.变量

函数、管道符、对象和控制结构都可以控制，我们转向很多编程语言中更基本的思想之一：变量。 在模板中，很少被使用。但是我们可以使用变量简化代码，并更好地使用with和range。

我们通过{{ $var := .Obj }}声明变量，在with/range中我们使用的会比较频繁

var md = `
{{- $count := len . -}}
共有{{ $count }}个元素
{{- range $k,$v := . }}
{{ $k }} => {{ $v }}
{{- end }}
`

func main() {
    tpl := template.Must(template.New("demo").Parse(md))
    tpl.Execute(os.Stdout, map[string]string{
        "p1": "Jack",
        "p2": "Tom",
        "p3": "Lucy",
    })
}

// 输出
// 共有3个元素
// p1 => Jack 
// p2 => Tom  
// p3 => Lucy 

{{ var }}声明的变量也有作用域的概念，如果在顶层作用域中声明了var,那么在内部作用域可以直接通过获取该变量

我们通过{{- range $k,$v := . }}遍历map中每一个KV，这种写法类似于Golang的for-range。

5.命名模板

在Go语言的模板引擎中，命名模板是指通过给模板赋予一个唯一的名称，将其存储在模板集中，以便后续可以通过该名称来引用和执行该模板。

通过使用命名模板，你可以将一组相关的模板逻辑组织在一起，并在需要的时候方便地调用和重用它们。这对于构建复杂的模板结构和提高模板的可维护性非常有用。

在编写复杂模板的时候，我们总是希望可以抽象出公用模板，那么此时就需要使用命名模板进行复用。

本节将基于K8sPod模板的案例来学习如何使用命名模板进行抽象复用。

我们看一下doc

{{template "name"}}
    具有指定名称的模板以无数据执行。

{{template "name" pipeline}}
    具有指定名称的模板以pipeline结果执行。

通过define定义模板名称

{{ define "container" }}
    模板
{{ end }}

通过template使用模板

{{ template "container" }}

我们在使用template.New传入的name，实际上就是定义了模板的名称

案例：我们希望抽象出Pod的container，通过代码来传入数据生成container，避免重复的编写yaml。

var pod = `
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: "test"
spec:
  containers:
{{- template "container" .}}
`
var container = `
{{ define "container" }}
    - name: {{ .Name }}
      image: "{{ .Image}}"
{{ end }}
`

func main() {
    tpl := template.Must(template.New("demo").Parse(pod))
    tpl.Parse(container)
    tpl.ExecuteTemplate(os.Stdout, "demo", struct {
        Name  string
        Image string
    }{
        "nginx",
        "1.14.1",
    })
}

// 输出
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: "test"
spec:
  containers:
    - name: nginx    
      image: "1.14.1"

tpl可以解析多个模板，在不同模板中通过define定义模板即可。使用ExecuteTemplate传入模板名指定解析模板。在{{- template "container" .}}中可以传入对象数据。

在实际开发中，我们往往不会采用打印的方式输出。可以根据不同的需求，在Execute执行时选择不同的io.Writer。往往我们更希望写入到文件中。

6.Template常用函数

func Must(t *Template, err error) *Template

Must是一个helper函数，它封装对返回(Template, error)的函数的调用，并在错误非nil时panic。它旨在用于template初始化。

// 解析指定文件
// 示例: ParseFiles(./pod.tpl) 
func ParseFiles(filenames ...string) (*Template, error)


// 解析filepath.Match匹配文件
// 示例: ParseGlob(/data/*.tpl)
func ParseGlob(pattern string) (*Template, error)

这两个函数帮助我们解析文件中的模板，大多数情况下我们都是将模板写在.tpl结尾的文件中。通过不同的解析规则解析对应的文件。

func (t *Template) Templates() []*Template 

返回当前t相关的模板的slice，包括t本身。

func (t *Template) ExecuteTemplate(wr io.Writer, name string, data any) error

传入模板名称，执行指定的模板。

如果在执行模板或写入其输出时发生错误，执行将停止，但部分结果可能已经被写入输出写入器。模板可以安全地并行执行，但如果并行执行共享一个Writer，则输出可能交错。

func (t *Template) Delims(left, right string) *Template

修改模板中的分界符,可以将{{}}修改为<>

func (t *Template) Clone() (*Template, error) 

clone返回模板的副本，包括所有关联模板。在clone的副本上添加模板是不会影响原始模板的。所以我们可以将其用于公共模板，通过clone获取不同的副本。

7.总结

Golang的template提高代码重用性：模板引擎允许你创建可重用的模板片段。通过将重复的模板逻辑提取到单独的模板中，并在需要时进行调用，可以减少代码重复，提高代码的可维护性和可扩展性。有许多code-gen使用了template + cobra方式生成复用代码和模板代码，有利于我们解放双手。

一起进步

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/SXQt6aPTj3VOdvu0P39mXg

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