Golang学习--TOML配置处理

上一篇文章中我们学会了使用包管理工具，这样我们就可以很方便的使用包管理工具来管理我们依赖的包。

配置工具的选择

但我们又遇到了一个问题，一个项目通常是有很多配置的，比如PHP的php.ini文件、Nginx的server.conf文件，那么Golang的项目又适合使用怎样的配置文件呢？

其实现在我们有很多选择，比如 JSON文件、INI文件、YAML文件和TOML文件等等。

其中这些文件，对应的Golang处理库如下：

• encoding/json -- 标准库中的包，可以处理JSON配置文件，缺点是不能加注释
• gcfg -- 处理INI配置文件
• toml -- 处理TOML配置文件
• viper -- 处理JSON, TOML, YAML, HCL以及Java properties配置文件

其实关于怎么选择可以看看stackoverflow上的问题How to handle configuration in Go。

toml的使用

我根据自己的喜好选了toml，下面就来说下toml。

先来看一个TOML文件的例子：

# This is a TOML document.

title = "TOML Example"

[owner]
name = "Tom Preston-Werner"
dob = 1979-05-27T07:32:00-08:00 # First class dates

[database]
server = "192.168.1.1"
ports = [ 8001, 8001, 8002 ]
connection_max = 5000
enabled = true

[servers]

  # Indentation (tabs and/or spaces) is allowed but not required
  [servers.alpha]
  ip = "10.0.0.1"
  dc = "eqdc10"

  [servers.beta]
  ip = "10.0.0.2"
  dc = "eqdc10"

[clients]
data = [ ["gamma", "delta"], [1, 2] ]

# Line breaks are OK when inside arrays
hosts = [
  "alpha",
  "omega"
]

大家可以看到这里的格式非常灵活，可以是数字、字符串、布尔等简单类型，也可以是数组、map等等复杂的类型。

关于具体的TOML语言的解说大家查看文档 toml-lang/toml

下面我们再来说一下，具体的Golang代码中如何使用

我们基于上面的配置文件来定义Golang中配置的struct，如下：

type tomlConfig struct {
	Title string
	Owner ownerInfo
	DB database `toml:"database"`
	Servers map[string]server
	Clients clients
}

type ownerInfo struct {
	Name string
	Org string `toml:"organization"`
	Bio string
	DOB time.Time
}

type database struct {
	Server string
	Ports []int
	ConnMax int `toml:"connection_max"`
	Enabled bool
}

type server struct {
	IP string
	DC string
}

type clients struct {
	Data [][]interface{}
	Hosts []string
}

这一些都定义好之后，我们只需要将文件配置中的内容转成Golang中可用的struct实例即可，代码如下：

var config tomlConfig
filePath := "/your/path/config.toml"
if _, err := toml.DecodeFile(filePath, &config); err != nil {
	panic(err)
}

这样我们拿到的config就是拥有TOML文件内容的tomlConfig的实例，可以直接使用。

配置的单例模式

通常来说，在一个项目中，配置文件只需要解析一次，所以可以使用单例模式包一下config的解析。

代码如下：

package config

var (
	cfg * tomlConfig
	once sync.Once
)

func Config() *tomlConfig {
	once.Do(func() {
		filePath, err := filepath.Abs("./ch3/config.toml")
		if err != nil {
			panic(err)
		}
		fmt.Printf("parse toml file once. filePath: %s
", filePath)
		if _ , err := toml.DecodeFile(filePath, &cfg); err != nil {
			panic(err)
		}
	})
	return cfg
}

这里我们使用了sync.Once的Do方法，Do方法当且仅当第一次被调用时才执行函数。

如果once.Do(f)被多次调用，只有第一次调用会执行f，即使f每次调用Do 提供的f值不同。需要给每个要执行仅一次的函数都建立一个Once类型的实例。

这样我们就保证了tomlConfig对象是一个单例模式，只需要解析一次，可以在任何地方调用。调用例子如下：

// 配置中DB的IP
fmt.Println(config.Config().DB.Server)
// 配置中Owner的名字
fmt.Println(config.Config().Owner.Name)

配置的更新

如果我们的项目是一个常驻的项目（比如http server），我们会希望能够提供更新配置的功能，平滑的替换掉配置，不需要重启项目。

其实思路很想简单，我们只需要起一个协程，监视我们定义好的信号，如果接收到信号就重新加载配置。

下面我们来写下，更新配置的代码：

	s := make(chan os.Signal, 1)
	signal.Notify(s, syscall.SIGUSR1)
	go func() {
		for {
			<-s
			config.ReloadConfig()
			log.Println("Reloaded config")
		}
	}()

我们监视了syscall.SIGUSR1信号，其值是30，接收到信号就执行config.ReloadConfig()方法。

再来看下config中方法变动：

func Config() *tomlConfig {
	once.Do(ReloadConfig)
	cfgLock.RLock()
	defer cfgLock.RUnlock()
	return cfg
}

func ReloadConfig() {
	filePath, err := filepath.Abs("./ch3/config.toml")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Printf("parse toml file once. filePath: %s
", filePath)
	config := new(tomlConfig)
	if _ , err := toml.DecodeFile(filePath, config); err != nil {
		panic(err)
	}
	cfgLock.Lock()
	defer cfgLock.Unlock()
	cfg = config
}

原来加载配置的代码放到ReloadConfig方法中去了，还在给变量cfg赋值的时候加了读写锁，以保证安全。在Config方法中获取cfg的时候加了读锁，防止在读的时候，也在写入，导致配置错乱。

启动server之后，可以通过如下shell命令更新配置

kill -SIGUSR1 6666

其中的6666是go server的进程号。执行这条命令之后，会向go server发送syscall.SIGUSR1的信号，从而触发更新配置的动作。

POSIX信号

这边顺便列一下POSIX中定义的信号：

Linux 使用34-64信号用作实时系统中。

命令 man 7 signal 提供了官方的信号介绍。

在POSIX.1-1990标准中定义的信号列表：

信号	值	动作	说明
SIGHUP	1	Term	终端控制进程结束(终端连接断开)
SIGINT	2	Term	用户发送INTR字符(Ctrl+C)触发
SIGQUIT	3	Core	用户发送QUIT字符(Ctrl+/)触发
SIGILL	4	Core	非法指令(程序错误、试图执行数据段、栈溢出等)
SIGABRT	6	Core	调用abort函数触发
SIGFPE	8	Core	算术运行错误(浮点运算错误、除数为零等)
SIGKILL	9	Term	无条件结束程序(不能被捕获、阻塞或忽略)
SIGSEGV	11	Core	无效内存引用(试图访问不属于自己的内存空间、对只读内存空间进行写操作)
SIGPIPE	13	Term	消息管道损坏(FIFO/Socket通信时，管道未打开而进行写操作)
SIGALRM	14	Term	时钟定时信号
SIGTERM	15	Term	结束程序(可以被捕获、阻塞或忽略)
SIGUSR1	30,10,16	Term	用户保留
SIGUSR2	31,12,17	Term	用户保留
SIGCHLD	20,17,18	Ign	子进程结束(由父进程接收)
SIGCONT	19,18,25	Cont	继续执行已经停止的进程(不能被阻塞)
SIGSTOP	17,19,23	Stop	停止进程(不能被捕获、阻塞或忽略)
SIGTSTP	18,20,24	Stop	停止进程(可以被捕获、阻塞或忽略)
SIGTTIN	21,21,26	Stop	后台程序从终端中读取数据时触发
SIGTTOU	22,22,27	Stop	后台程序向终端中写数据时触发

在SUSv2和POSIX.1-2001标准中的信号列表:

信号	值	动作	说明
SIGTRAP	5	Core	Trap指令触发(如断点，在调试器中使用)
SIGBUS	0,7,10	Core	非法地址(内存地址对齐错误)
SIGPOLL		Term	Pollable event (Sys V). Synonym for SIGIO
SIGPROF	27,27,29	Term	性能时钟信号(包含系统调用时间和进程占用CPU的时间)
SIGSYS	12,31,12	Core	无效的系统调用(SVr4)
SIGURG	16,23,21	Ign	有紧急数据到达Socket(4.2BSD)
SIGVTALRM	26,26,28	Term	虚拟时钟信号(进程占用CPU的时间)(4.2BSD)
SIGXCPU	24,24,30	Core	超过CPU时间资源限制(4.2BSD)
SIGXFSZ	25,25,31	Core	超过文件大小资源限制(4.2BSD)

代码可参考：https://github.com/CraryPrimitiveMan/go-in-action/tree/master/ch3

参考资料

Design Patterns in Golang: Singleton
Golang hot configuration reload
Golang中的信号处理