# 15.6 用模板编写网页应用

以下程序是用 100 行以内代码实现可行的 wiki 网页应用，它由一组页面组成，用于阅读、编辑和保存。它是来自 Go 网站 codelab 的 wiki 制作教程，我所知的最好的 Go 教程之一，非常值得进行完整的实验，以见证并理解程序是如何被构建起来的（[https://golang.org/doc/articles/wiki/](https://golang.org/doc/articles/wiki/)）。这里，我们将以自顶向下的视角，从整体上给出程序的补充说明。程序是网页服务器，它必须从命令行启动，监听某个端口，例如 8080。浏览器可以通过请求 URL 阅读 wiki 页面的内容，例如：`http://localhost:8080/view/page1`。

接着，页面的文本内容从一个文件中读取，并显示在网页中。它包含一个超链接，指向编辑页面（`http://localhost:8080/edit/page1`）。编辑页面将内容显示在一个文本域中，用户可以更改文本，点击“保存”按钮保存到对应的文件中。然后回到阅读页面显示更改后的内容。如果某个被请求阅读的页面不存在（例如：`http://localhost:8080/edit/page999`），程序可以作出识别，立即重定向到编辑页面，如此新的 wiki 页面就可以被创建并保存。

wiki 页面需要一个标题和文本内容，它在程序中被建模为如下结构体，Body 字段存放内容，由字节切片组成。
```go
type Page struct {
	Title string
	Body  []byte
}
```

为了在可执行程序之外维护 wiki 页面内容，我们简单地使用了文本文件作为持久化存储。程序、必要的模板和文本文件可以在 [wiki](examples/chapter_15/wiki) 中找到。

示例 15.12 [wiki.go](examples/chapter_15/wiki/wiki.go)

```go
package main

import (
	"net/http"
	"io/ioutil"
	"log"
	"regexp"
	"text/template"
)

const lenPath = len("/view/")

var titleValidator = regexp.MustCompile("^[a-zA-Z0-9]+$")
var templates = make(map[string]*template.Template)
var err error

type Page struct {
	Title string
	Body  []byte
}

func init() {
	for _, tmpl := range []string{"edit", "view"} {
		templates[tmpl] = template.Must(template.ParseFiles(tmpl + ".html"))
	}
}

func main() {
	http.HandleFunc("/view/", makeHandler(viewHandler))
	http.HandleFunc("/edit/", makeHandler(editHandler))
	http.HandleFunc("/save/", makeHandler(saveHandler))
	err := http.ListenAndServe("localhost:8080", nil)
	if err != nil {
		log.Fatal("ListenAndServe: ", err.Error())
	}
}

func makeHandler(fn func(http.ResponseWriter, *http.Request, string)) http.HandlerFunc {
	return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		title := r.URL.Path[lenPath:]
		if !titleValidator.MatchString(title) {
			http.NotFound(w, r)
			return
		}
		fn(w, r, title)
	}
}

func viewHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request, title string) {
	p, err := load(title)
	if err != nil { // page not found
		http.Redirect(w, r, "/edit/"+title, http.StatusFound)
		return
	}
	renderTemplate(w, "view", p)
}

func editHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request, title string) {
	p, err := load(title)
	if err != nil {
		p = &Page{Title: title}
	}
	renderTemplate(w, "edit", p)
}

func saveHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request, title string) {
	body := r.FormValue("body")
	p := &Page{Title: title, Body: []byte(body)}
	err := p.save()
	if err != nil {
		http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
		return
	}
	http.Redirect(w, r, "/view/"+title, http.StatusFound)
}

func renderTemplate(w http.ResponseWriter, tmpl string, p *Page) {
	err := templates[tmpl].Execute(w, p)
	if err != nil {
		http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
	}
}

func (p *Page) save() error {
	filename := p.Title + ".txt"
	// file created with read-write permissions for the current user only
	return ioutil.WriteFile(filename, p.Body, 0600)
}

func load(title string) (*Page, error) {
	filename := title + ".txt"
	body, err := ioutil.ReadFile(filename)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return &Page{Title: title, Body: body}, nil
}
```

让我们来通读代码：

- 首先导入必要的包。由于我们在构建网页服务器，`http` 当然是必须的。不过还导入了 `io/ioutil` 来方便地读写文件，`regexp` 用于验证输入标题，以及 `template` 来动态创建 html 文档。
- 为避免黑客构造特殊输入攻击服务器，我们用如下正则表达式检查用户在浏览器上输入的 URL（同时也是 wiki 页面标题）：
  ```go
  var titleValidator = regexp.MustCompile("^[a-zA-Z0-9]+$")
  ```
  `makeHandler` 会用它对请求管控。
- 必须有一种机制把 `Page` 结构体数据插入到网页的标题和内容中，可以利用 `template` 包通过如下步骤完成：
	1. 先在文本编辑器中创建 html 模板文件，例如 view.html：
	```html
	<h1>{{.Title |html}}</h1>
	<p>[<a href="/edit/{{.Title |html}}">edit</a>]</p>
	<div>{{printf "%s" .Body |html}}</div>
	```
	把要插入的数据结构字段放在 `{{` 和 `}}` 之间，这里是把 `Page` 结构体数据 `{{.Title |html}}` 和 `{{printf "%s" .Body |html}}` 插入页面（当然可以是非常复杂的 html，但这里尽可能地简化了，以突出模板的原理。）（`{{.Title |html}}` 和 `{{printf "%s" .Body |html}}` 语法说明详见后续章节）。

	2. `template.Must(template.ParseFiles(tmpl + ".html"))` 把模板文件转换为 `*template.Template` 类型的对象，为了高效，在程序运行时仅做一次解析，在 `init()` 函数中处理可以方便地达到目的。所有模板对象都被保持在内存中，存放在以 html 文件名作为索引的 `map` 中：
	```go
	templates = make(map[string]*template.Template)
	```
	这种技术被称为*模板缓存*，是推荐的最佳实践。

	3. 为了真正从模板和结构体构建出页面，必须使用：
	```go
	templates[tmpl].Execute(w, p)
	```
	它基于模板执行，用 `Page` 结构体对象 `p` 作为参数对模板进行替换，并写入 `ResponseWriter` 对象 `w`。必须检查该方法的 `error` 返回值，万一有一个或多个错误，我们可以调用 `http.Error()` 来明示。在我们的应用程序中，这段代码会被多次调用，所以把它提取为单独的函数 `renderTemplate()`。
- 在 `main()` 中网页服务器用 `ListenAndServe()` 启动并监听 8080 端口。但正如 [15.2节](15.2.md) 那样，需要先为紧接在 URL `localhost:8080/` 之后， 以 `view`, `edit` 或 `save` 开头的 url 路径定义一些处理函数。在大多数网页服务器应用程序中，这形成了一系列 URL 路径到处理函数的映射，类似于 Ruby 和 Rails，Django 或 ASP.NET MVC 这样的 MVC 框架中的路由表。请求的 URL 与这些路径尝试匹配，较长的路径被优先匹配。如不与任何路径匹配，则调用 / 的处理程序。

  在此定义了 3 个处理函数，由于包含重复的启动代码，我们将其提取到单独的 `makeHandler()` 函数中。这是一个值得研究的特殊高阶函数：其参数是一个函数，返回一个新的闭包函数：
```go
func makeHandler(fn func(http.ResponseWriter, *http.Request, string)) http.HandlerFunc {
	return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		title := r.URL.Path[lenPath:]
		if !titleValidator.MatchString(title) {
			http.NotFound(w, r)
			return
		}
		fn(w, r, title)
	}
}
```
- 闭包封闭了函数变量 `fn` 来构造其返回值。但在此之前，它先用 `titleValidator.MatchString(title)` 验证输入标题 `title` 的有效性。如果标题包含了字母和数字以外的字符，就触发 `NotFound` 错误（例如：尝试 `localhost:8080/view/page++`）。`viewHandler`，`editHandler` 和 `saveHandler` 都是传入 `main()` 中 `makeHandler` 的参数，类型必须都与 `fn` 相同。
- `viewHandler` 尝试按标题读取文本文件，这是通过调用 `load()` 函数完成的，它会构建文件名并用 `ioutil.ReadFile` 读取内容。如果文件存在，其内容会存入字符串中。一个指向 `Page` 结构体的指针按字面量被创建：`&Page{Title: title, Body: body}`。

  另外，该值和表示没有 error 的 `nil` 值一起返回给调用者。然后在 `renderTemplate` 中将该结构体与模板对象整合。

  万一发生错误，也就是说 wiki 页面在磁盘上不存在，错误会被返回给 `viewHandler`，此时会自动重定向，跳转请求对应标题的编辑页面。

- `editHandler` 基本上也差不多：尝试读取文件，如果存在则用“编辑”模板来渲染；万一发生错误，创建一个新的包含指定标题的 `Page` 对象并渲染。
- 当在编辑页面点击“保存”按钮时，触发保存页面内容的动作。按钮须放在 html 表单中，它开头是这样的：
  ```html
  <form action="/save/{{.Title |html}}" method="POST">
  ```
  
  这意味着，当提交表单到类似 `http://localhost/save/{Title}` 这样的 URL 格式时，一个 POST 请求被发往网页服务器。针对这样的 URL 我们已经定义好了处理函数：`saveHandler()`。在 request 对象上调用 `FormValue()` 方法，可以提取名称为 body 的文本域内容，用这些信息构造一个 `Page` 对象，然后尝试通过调用 `save()` 方法保存其内容。万一运行失败，执行 `http.Error` 以将错误显示到浏览器。如果保存成功，重定向浏览器到该页的阅读页面。`save()` 函数非常简单，利用 `ioutil.WriteFile()`，写入 `Page` 结构体的 `Body` 字段到文件 `filename` 中，之后会被用于模板替换占位符 `{{printf "%s" .Body |html}}`。

## 链接

- [目录](directory.md)
- 上一节：[确保网页应用健壮](15.5.md)
- 下一节：[探索 template 包](15.7.md)