从单体架构迁移到微服务架构，这已经是大势所趋。在这其中，Go 语言高效的性能、简洁的语法、广泛验证的工程效率、极致的部署体验、极低的服务端资源成本，成为了实现微服务框架的首选。然而，如何整合构建一个既易于上手，又功能丰富，且稳定高性能的微服务架构，这并不是一件简单的事情。

go-zero

简介

Go-zero，是 tal-tech 在 Github 上开源的集成了各种工程实践的 web 和 rpc 框架，目前版本为 v1.1.6。

go-zero 包含极简的 API 定义和生成工具 goctl，可以根据定义的 api 文件一键生成 Go, iOS, Android, Kotlin, Dart, TypeScript, JavaScript 代码，并可直接运行。

go-zero 使用简单，功能强大，兼容性强。相比于其他微服务框架，go-zero 的优势包括：

• 轻松获得支撑千万日活服务的稳定性
• 内建级联超时控制、限流、自适应熔断、自适应降载等微服务治理能力，无需配置和额外代码
• 微服务治理中间件可无缝集成到其它现有框架使用
• 极简的 API 描述，一键生成各端代码
• 自动校验客户端请求参数合法性
• 大量微服务治理和并发工具包

使用

go-zero 是一个集成了各种工程实践的包含 web 和 rpc 框架，有如下主要特点：

• 强大的工具支持，尽可能少的代码编写
• 极简的接口
• 完全兼容 net/http
• 支持中间件，方便扩展
• 高性能
• 面向故障编程，弹性设计
• 内建服务发现、负载均衡
• 内建限流、熔断、降载，且自动触发，自动恢复
• API 参数自动校验
• 超时级联控制
• 自动缓存控制
• 链路跟踪、统计报警等
• 高并发支撑，稳定保障了疫情期间每天的流量洪峰

go-zero 的架构设计如下图所示：

go-zero

go-zero 分为：客户端、API 端、Service 端、缓存层和数据库，使用服务发现ETCD集群连接 Service端和API端。

API 端使用 HTTP 协议，实现了包括鉴权、加解密、日志记录、异常捕获、监控报警、数据统计、并发控制、链路跟踪、超时控制、自动熔断、自动降载等。

Service 端使用 gRPC 协议，实现了包括调用鉴权等于 API 相近的机制。

go-zero 通过一系列机制，从多个层面保证服务的高可用性：

go-zero

使用 go-zero，通过 go get 进行安装即可：

GO111MODULE=on GOPROXY=https://goproxy.cn/,direct go get -u github.com/tal-tech/go-zero

我们来看一下如何快速构建一个高并发的微服务。首先，安装 goctl 工具：

 GO111MODULE=on GOPROXY=https://goproxy.cn/,direct go get -u github.com/tal-tech/go-zero/tools/goctl

如果使用 go1.16 版本, 可以使用 go install 命令安装：

GOPROXY=https://goproxy.cn/,direct go install github.com/tal-tech/go-zero/tools/goctl@latest

使用 goctl，可以快速生成 api 服务：

 goctl api new greet
 cd greet
 go mod init
 go mod tidy
 go run greet.go -f etc/greet-api.yaml

服务默认监听 8888 端口，可以通过 curl 请求：

curl -i http://localhost:8888/from/you

返回如下结果：

 HTTP/1.1 200 OK
 Content-Type: application/json
 Date: Thu, 22 Oct 2020 14:03:18 GMT
 Content-Length: 14

 {"message":""}

至此，我们成功实现了一个简单的 HTTP 服务。

编写业务代码：

• api 文件定义了服务对外暴露的路由，可参考 api 规范。可以在 servicecontext.go 里面传递依赖给 logic，比如 mysql, redis 等
• 在 api 定义的 get/post/put/delete 等请求对应的 logic 里增加业务处理逻辑

可以根据 api 文件生成前端需要的 Java, TypeScript, Dart, JavaScript 代码：

 goctl api java -api greet.api -dir greet
 goctl api dart -api greet.api -dir greet
 ...

我们来看一个更为复杂一些的例子，实现一个短链服务。短链服务就是将长的 URL 网址，通过程序计算等方式，转换为简短的网址字符串。

go-zero

在 shorturl/api 目录下通过 goctl 生成 api/shorturl.api：

goctl api -o shorturl.api

编辑 shortulr.api：

type (
  expandReq struct {
    shorten string `form:"shorten"`
  }

  expandResp struct {
    url string `json:"url"`
  }
)

type (
  shortenReq struct {
    url string `form:"url"`
  }

  shortenResp struct {
    shorten string `json:"shorten"`
  }
)

service shorturl-api {
  @server(
    handler: ShortenHandler
  )
  get /shorten(shortenReq) returns(shortenResp)

  @server(
    handler: ExpandHandler
  )
  get /expand(expandReq) returns(expandResp)
}

type 用法和 go 一致，service 用来定义 get/post/head/delete 等 api 请求，解释如下：

• service shorturl-api { 这一行定义了 service 名字
• @server 部分用来定义 server 端用到的属性
• handler 定义了服务端 handler 名字
• get /shorten(shortenReq) returns(shortenResp) 定义了 get 方法的路由、请求参数、返回参数等

然后，我们使用 goctl 生成 API Gateway 代码：

goctl api go -api shorturl.api -dir .

启动 API Gateway 服务，默认侦听在 8888 端口:

go run shorturl.go -f etc/shorturl-api.yaml

到此，我们实现了一个简单的网关服务。然后，在 rpc/transform 目录下编写 transform.proto 文件：

syntax = "proto3";

package transform;

message expandReq {
    string shorten = 1;
}

message expandResp {
    string url = 1;
}

message shortenReq {
    string url = 1;
}

message shortenResp {
    string shorten = 1;
}

service transformer {
    rpc expand(expandReq) returns(expandResp);
    rpc shorten(shortenReq) returns(shortenResp);
}

用 goctl 生成 rpc 代码，在 rpc/transform 目录下执行命令：

goctl rpc proto -src transform.proto -dir .

修改配置文件 shorturl-api.yaml，增加如下内容：

Transform:
  Etcd:
    Hosts:
      - localhost:2379
    Key: transform.rpc

通过 etcd 自动去发现可用的 transform 服务。修改 internal/config/config.go ，增加 transform 服务依赖：

type Config struct {
  rest.RestConf
  Transform zrpc.RpcClientConf     // 手动代码
}

修改
internal/svc/servicecontext.go：

type ServiceContext struct {
  Config    config.Config
  Transformer transformer.Transformer                                          // 手动代码
}

func NewServiceContext(c config.Config) *ServiceContext {
  return &ServiceContext{
    Config:    c,
    Transformer: transformer.NewTransformer(zrpc.MustNewClient(c.Transform)),  // 手动代码
  }
}

通过 ServiceContext 在不同业务逻辑之间传递依赖。

定义数据表 shorturl.sql：

CREATE TABLE `shorturl`
(
  `shorten` varchar(255) NOT NULL COMMENT \'shorten key\',
  `url` varchar(255) NOT NULL COMMENT \'original url\',
  PRIMARY KEY(`shorten`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

并进行 CRUD 和 Cache 相关代码的生成。最终，我们就能得到一个短链服务。

总结

go-zero 是一个集成了各种工程实践的包含 web 和 rpc 框架，具有强大的工具支持和极简的接口；完全兼容 net/http；支持中间件，方便扩展；高性能；面向故障编程，弹性设计等，使其成为一个优秀的微服务框架。