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：
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
