title: 21.Go 编程模式：Functional Options outline: deep

在本篇文章中，我们来讨论一下Functional Options这个编程模式。这是一个函数式编程的应用案例，编程技巧也很好，是目前在Go语言中最流行的一种编程模式。但是，在我们正式讨论这个模式之前，我们需要先来看看要解决什么样的问题。

本文是全系列中第3 / 10篇：Go编程模式

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配置选项问题

在我们编程中，我们会经常性的需要对一个对象（或是业务实体）进行相关的配置。比如下面这个业务实体（注意，这仅只是一个示例）：

type Server struct { Addr     string Port     int Protocol string Timeout  time.Duration MaxConns int TLS      *tls.Config }

在这个 Server 对象中，我们可以看到：

所以，针对于上述这样的配置，我们需要有多种不同的创建不同配置 Server 的函数签名，如下所示（代码比较宽，需要左右滚动浏览）：

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 }

因为Go语言不支持重载函数，所以，你得用不同的函数名来应对不同的配置选项。

配置对象方案

要解决这个问题，最常见的方式是使用一个配置对象，如下所示：

type Config struct { Protocol string Timeout  time.Duration Maxconns int TLS      *tls.Config }

我们把那些非必输的选项都移到一个结构体里，于是 Server 对象变成了：

type Server struct { Addr string Port int Conf *Config }

于是，我们只需要一个 NewServer() 的函数了，在使用前需要构造 Config 对象。

func NewServer(addr string, port int, conf *Config) (*Server, error) { //... }

//Using the default configuratrion srv1, _ := NewServer("localhost", 9000, nil) 

conf := ServerConfig{Protocol:"tcp", Timeout: 60*time.Duration} srv2, _ := NewServer("locahost", 9000, &conf)

这段代码算是不错了，大多数情况下，我们可能就止步于此了。但是，对于有洁癖的有追求的程序员来说，他们能看到其中有一点不好的是，Config 并不是必需的，所以，你需要判断是否是 nil 或是 Empty – Config{}这让我们的代码感觉还是有点不是很干净。

Builder模式

如果你是一个Java程序员，熟悉设计模式的一定会很自然地使用上Builder模式。比如如下的代码：

User user = new User.Builder() .name("Hao Chen") .email("[[email protected]]") .nickname("左耳朵") .build();

仿照上面这个模式，我们可以把上面代码改写成如下的代码（注：下面的代码没有考虑出错处理，其中关于出错处理的更多内容，请参看《Go 编程模式：出错处理》）：

//使用一个builder类来做包装 type ServerBuilder struct { Server }

func (sb *ServerBuilder) Create(addr string, port int) *ServerBuilder { sb.Server.Addr = addr sb.Server.Port = port //其它代码设置其它成员的默认值 return sb }

func (sb *ServerBuilder) WithProtocol(protocol string) *ServerBuilder { sb.Server.Protocol = protocol return sb }

func (sb *ServerBuilder) WithMaxConn( maxconn int) *ServerBuilder { sb.Server.MaxConns = maxconn return sb }

func (sb *ServerBuilder) WithTimeOut( timeout time.Duration) *ServerBuilder { sb.Server.Timeout = timeout return sb }

func (sb *ServerBuilder) WithTLS( tls *tls.Config) *ServerBuilder { sb.Server.TLS = tls return sb }

func (sb *ServerBuilder) Build() (Server) { return sb.Server }

于是就可以以如下的方式来使用了

sb := ServerBuilder{} server, err := sb.Create("127.0.0.1", 8080). WithProtocol("udp"). WithMaxConn(1024). WithTimeOut(30*time.Second). Build()

上面这样的方式也很清楚，不需要额外的Config类，使用链式的函数调用的方式来构造一个对象，只需要多加一个Builder类，这个Builder类似乎有点多余，我们似乎可以直接在Server 上进行这样的 Builder 构造，的确是这样的。但是在处理错误的时候可能就有点麻烦（需要为Server结构增加一个error 成员，破坏了Server结构体的“纯洁”），不如一个包装类更好一些。

如果我们想省掉这个包装的结构体，那么就轮到我们的Functional Options上场了，函数式编程。

Functional Options

首先，我们先定义一个函数类型：

type Option func(*Server)

然后，我们可以使用函数式的方式定义一组如下的函数：

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 } }

上面这组代码传入一个参数，然后返回一个函数，返回的这个函数会设置自己的 Server 参数。例如：

这个叫高阶函数。在数学上，就好像这样的数学定义，计算长方形面积的公式为： rect(width, height) = width * height; 这个函数需要两个参数，我们包装一下，就可以变成计算正方形面积的公式：square(width) = rect(width, width) 也就是说，squre(width)返回了另外一个函数，这个函数就是rect(w,h) 只不过他的两个参数是一样的。即：f(x)  = g(x, x)

好了，现在我们再定一个 NewServer()的函数，其中，有一个可变参数 options 其可以传出多个上面上的函数，然后使用一个for-loop来设置我们的 Server 对象。

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，我们在创建 Server 对象的时候，我们就可以这样来了。

s1, _ := NewServer("localhost", 1024) s2, _ := NewServer("localhost", 2048, Protocol("udp")) s3, _ := NewServer("0.0.0.0", 8080, Timeout(300*time.Second), MaxConns(1000))

怎么样，是不是高度的整洁和优雅？不但解决了使用 Config 对象方式 的需要有一个config参数，但在不需要的时候，是放 nil 还是放 Config{}的选择困难，也不需要引用一个Builder的控制对象，直接使用函数式编程的试，在代码阅读上也很优雅。

所以，以后，大家在要玩类似的代码时，强烈推荐使用Functional Options这种方式，这种方式至少带来了如下的好处：

参考文档

(全文完)