【go语言学习】标准库之template

一、模板和模板引擎

在基于MVC的web架构中，我们常常将不变的部分提出成为模板，可变部分通过后端程序提供数据，借助模板引擎渲染来生成动态网页。

模板可以理解为事先定义好的HTML文档文件，模板渲染的作用机制可以简单理解为文本替换操作—使用相应的数据去替换HTML文档中事先准备好的标记。

模板的诞生是为了将显示与数据分离（即前后端分离），模板技术多种多样，但其本质是将模板文件和数据通过模板引擎生成最终的HTML代码。

模板引擎很多，Python的jinja，nodejs的jade等都很好。

二、go语言模板引擎

Go语言内置了文本模板引擎text/template和用于HTML文档的html/template。它们的作用机制可以简单归纳如下：

  • 模板文件通常定义为.tmpl和.tpl为后缀（也可以使用其他的后缀），必须使用UTF8编码。
  • 模板文件中使用{{和}}包裹和标识需要传入的数据。
  • 传给模板的数据可以通过点号.来访问，如果数据是复杂类型的数据，可以通过{{ .FieldName }}来访问它的字段。
  • 除{{和}}包裹的内容外，其他内容均不做修改原样输出。

三、模板引擎的使用

Go语言模板引擎的使用可以分为三部分：定义模板文件、解析模板文件和模板渲染。

1、定义模板

按照相应的语法规则去编写模板

2、解析模板

template包提供了以下方法解析模板，获得模板对象

// 创建模板对象，并为其添加一个模板名称
func New(name string) *Template {}
// 解析字符串 
// 可以使用template.New("name").Parse(src string) 
// 来创建模板对象，并完成解析模板内容。
func (t *Template) Parse(src string) (*Template, error) {}
// ParseFiles 方法可以解析模板文件，并得到模板对象
func ParseFiles(filenames ...string) (*Template, error) {}
// ParseGlob方法用于批量解析文件
// 比如在当前目录下有以h开头的模板10个
// 使用template.ParseGlob("h*")即可页将10个模板文件一起解析出来
func ParseGlob(pattern string) (*Template, error) {}
3、模板渲染

template包提供了以下方法用于渲染模板。

func (t *Template) Execute(wr io.Writer, data interface{}) error {}
func (t *Template) ExecuteTemplate(wr io.Writer, name string, data interface{}) error {}

使用New在创建时就为其添加一个模板名称，并且执行t.Execute()会默认去寻找该名称进行数据融合。

使用ParseFiles一次指定多个文件加载多个模板进来，就不可以使用t.Execute()来执行数据融合，可以通过t.ExecuteTemplate()方法指定模板名称来执行数据融合。

4、基本示例

定义模板

// go_web/index.tmpl

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
   <p>hello {{ . }} </p> 
</body>
</html>

解析和渲染模板

// go_web/main.go

package main

import (
    "fmt"
    "html/template"
    "net/http"
)

func helloHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // 2. 解析模板
    t, err := template.ParseFiles("./index.tmpl")
    if err != nil {
        fmt.Println("template parsefile failed, err:", err)
        return
    }
    // 3.渲染模板
    name := "ruby"
    t.Execute(w, name)
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", helloHandleFunc)
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

四、模板语法

{{和}}包裹的内容统称为 action，分为两种类型：

  • 数据求值（data evaluations）
  • 控制结构（control structures）

action 求值的结果会直接复制到模板中，控制结构和我们写 Go 程序差不多，也是条件语句、循环语句、变量、函数调用等等…

1、注释
{{/* a comment */}}
// 注释，执行时会忽略。可以多行。注释不能嵌套，并且必须紧贴分界符始止。
2、移除空格

在{{符号的后面加上短横线并保留一个或多个空格来去除它前面的空白(包括换行符、制表符、空格等)，即{{- xxxx。

在}}的前面加上一个或多个空格以及一个短横线-来去除它后面的空白，即xxxx -}}。

<p>{{ 20 }} < {{ 40 }}</p> // 20 < 40
<p>{{ 20 -}} < {{- 40 }}</p> // 20<40
3、管道pipeline

pipeline是指产生数据的操作。比如{{.}}、{{.Name}}、funcname args等。

可以使用管道符号|链接多个命令，用法和unix下的管道类似：|前面的命令将运算结果(或返回值)传递给后一个命令的最后一个位置。

{{"put" | printf "%s%s" "out" | printf "%q"}}  // "output"
4、变量

在golang渲染template的时候，可以接受一个interface{}类型的变量，我们在模板文件中可以读取变量内的值并渲染到模板里。

{{和}}中间的 . 代表传入的变量（数据），其代表当前作用域的当前对象，变量（数据）不同渲染不同。

有两个常用的传入变量的类型。一个是struct，在模板内可以读取该struct的字段（对外暴露的属性）来进行渲染。还有一个是map[string]interface{}，在模板内可以使用key获取对应的value来进行渲染。

示例代码：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
   <p>姓名：{{ .Name }}</p> 
   <p>年龄：{{ .Age }}</p>
   <p>性别：{{ .Gender }}</p>
   <p>语文成绩：{{ .Score.yuwen}}</p>
   <p>数学成绩：{{ .Score.shuxue}}</p>
   <p>英语成绩：{{ .Score.yingyu}}</p>
</body>
</html>

package main

import (
    "fmt"
    "html/template"
    "net/http"
)

// User 结构体
type User struct {
    Name   string
    Age    int
    Gender string
    Score  map[string]float64
}

func indexHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t, err := template.ParseFiles("./index.tmpl")
    if err != nil {
        fmt.Println("template parsefiles failed, err:", err)
        return
    }
    user := User{
        Name:   "ruby",
        Age:    20,
        Gender: "female",
        Score: map[string]float64{
            "yuwen":  98,
            "shuxue": 100,
            "yingyu": 94,
        },
    }
    t.Execute(w, user)
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", indexHandleFunc)
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

自定义变量

{{ $obj := "jack" }}
{{ $obj }} // 输出：jack
5、函数

golang的模板其实功能很有限，很多复杂的逻辑无法直接使用模板语法来表达，所以只能使用模板函数来实现。

首先，template包创建新的模板的时候，支持.Funcs方法来将自定义的函数集合导入到该模板中，后续通过该模板渲染的文件均支持直接调用这些函数。

该函数集合的定义为：

type FuncMap map[string]interface{}

key为方法的名字，value则为函数。这里函数的参数个数没有限制，但是对于返回值有所限制。有两种选择，一种是只有一个返回值，还有一种是有两个返回值，但是第二个返回值必须是error类型的。这两种函数的区别是第二个函数在模板中被调用的时候，假设模板函数的第二个参数的返回不为空，则该渲染步骤将会被打断并报错。

  • 内置模板函数：
var builtins = FuncMap{
    // 返回第一个为空的参数或最后一个参数。可以有任意多个参数。
    // "and x y"等价于"if x then y else x"
    "and": and,
    // 显式调用函数。第一个参数必须是函数类型，且不是template中的函数，而是外部函数。
    // 例如一个struct中的某个字段是func类型的。
    // "call .X.Y 1 2"表示调用dot.X.Y(1, 2)，Y必须是func类型，函数参数是1和2。
    // 函数必须只能有一个或2个返回值，如果有第二个返回值，则必须为error类型。
    "call": call,
    // 返回与其参数的文本表示形式等效的转义HTML。
    // 这个函数在html/template中不可用。
    "html": HTMLEscaper,
    // 对可索引对象进行索引取值。第一个参数是索引对象，后面的参数是索引位。
    // "index x 1 2 3"代表的是x[1][2][3]。
    // 可索引对象包括map、slice、array。
    "index": index,
    // 返回与其参数的文本表示形式等效的转义JavaScript。
    "js": JSEscaper,
    // 返回参数的length。
    "len": length,
    // 布尔取反。只能一个参数。
    "not": not,
    // 返回第一个不为空的参数或最后一个参数。可以有任意多个参数。
    // "or x y"等价于"if x then x else y"。
    "or":      or,
    "print":   fmt.Sprint,
    "printf":  fmt.Sprintf,
    "println": fmt.Sprintln,
    // 以适合嵌入到网址查询中的形式返回其参数的文本表示的转义值。
    // 这个函数在html/template中不可用。
    "urlquery": URLQueryEscaper,
}
  • 比较函数：
eq arg1 arg2：
    arg1 == arg2时为true
ne arg1 arg2：
    arg1 != arg2时为true
lt arg1 arg2：
    arg1 < arg2时为true
le arg1 arg2：
    arg1 <= arg2时为true
gt arg1 arg2：
    arg1 > arg2时为true
ge arg1 arg2：
    arg1 >= arg2时为true
  • 自定义模板函数
t = t.Funcs(template.FuncMap{"handleFieldName": HandleFunc})
  • 函数调用
{{funcname .arg1 .arg2}}
6、条件判断
{{ if pipeline }} T1 {{ end }}
{{ if pipeline }} T1 {{ else }} T2 {{ end }}
{{ if pipeline }} T1 {{ else if pipeline }} T2 {{ end }}
7、循环遍历
{{ range pipeline }} T1 {{ end }}
// 如果 pipeline 的长度为 0 则输出 else 中的内容
{{ range pipeline }} T1 {{ else }} T2 {{ end }}

range可以遍历slice、数组、map或channel。遍历的时候，会设置.为当前正在遍历的元素。

对于第一个表达式，当遍历对象的值为0值时，则range直接跳过，就像if一样。对于第二个表达式，则在遍历到0值时执行else。

range的参数部分是pipeline，所以在迭代的过程中是可以进行赋值的。但有两种赋值情况：

{{ range $value := pipeline }} T1 {{ end }}
{{ range $key, $value := pipeline }} T1 {{ end }}

如果range中只赋值给一个变量，则这个变量是当前正在遍历元素的值。如果赋值给两个变量，则第一个变量是索引值(array/slice是数值，map是key)，第二个变量是当前正在遍历元素的值。

8、with...end
{{ with pipeline }} T1 {{ end }}
{{ with pipeline }} T1 {{ else }} T0 {{ end }}

对于第一种格式，当pipeline不为0值的时候，将.设置为pipeline运算的值，否则跳过。
对于第二种格式，当pipeline为0值时，执行else语句块T0，否则.设置为pipeline运算的值，并执行T1。

9、模板嵌套
  • define

define可以直接在待解析内容中定义一个模板

// 定义名称为name的template
{{ define "name" }} T {{ end }}
  • template

使用template来执行模板

// 执行名为name的template
{{ template "name" }}
{{ template "name"  pipeline }}
  • block
{{ block "name" pipeline }} T {{ end }}

block等价于define定义一个名为name的模板，并在"有需要"的地方执行这个模板，执行时将.设置为pipeline的值。

等价于：先 {{ define "name" }} T {{ end }} 再执行 {{ template "name" pipeline }}。

代码示例：

<!-- index.tmpl -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
   {{ template "content"}} 
</body>
</html>

<!-- red.tmpl -->
{{ define "content" }} 
    <div style="color:red"><h3>hello world</h3></div>
{{ end }}

<!-- blue.tmpl -->
{{ define "content" }} 
    <div style="color:blue"><h3>hello world</h3></div>
{{ end }}

// main.go
package main

import (
    "html/template"
    "math/rand"
    "net/http"
    "time"
)

func indexHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t := template.New("index.tmpl")
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    if rand.Intn(100) > 50 {
        t, _ = template.ParseFiles("./index.tmpl", "./red.tmpl")
    } else {
        t, _ = template.ParseFiles("./index.tmpl", "./blue.tmpl")
    }
    t.Execute(w, "")
}
func main() {
    http.HandleFunc("/", indexHandleFunc)
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

如果使用block，那么可以设置默认的content模板。
修改index.tmpl

<!-- index.tmpl -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    {{ block "content" . }}
    <div style="color:yellow"><h3>hello world</h3></div>
    {{ end }}
</body>
</html>

修改后端程序：

// main.go
package main

import (
    "html/template"
    "math/rand"
    "net/http"
    "time"
)

func indexHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t := template.New("index.tmpl")
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    if rand.Intn(100) > 75 {
        t, _ = template.ParseFiles("./index.tmpl", "./red.tmpl")
    } else if rand.Intn(100) > 25 {
        t, _ = template.ParseFiles("./index.tmpl", "./blue.tmpl")
    } else {
        t, _ = template.ParseFiles("./index.tmpl")
    }
    t.Execute(w, "")
}
func main() {
    http.HandleFunc("/", indexHandleFunc)
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}
10、模板继承

通过block、define、template实现模板继承。

示例代码：

<!-- base.tmpl -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <style>
        .head {
            height: 50px;
            background-color: red;
            width: 100%;
            text-align: center;
        }
        .main {
            width: 100%;
        }
        .main .left {
            width: 30%;
            height: 1000px;
            float: left;
            background-color:violet;
            text-align: center;
        }
        .main .right {
            width: 70%;
            float: left;
            text-align: center;
            height: 1000px;
            background-color:yellowgreen;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div class="head">
        <h1>head</h1>
    </div> 
    <div class="main">
        <div class="left">
        <h1>side</h1>
        </div>
        <div class="right">
            {{ block "content" . }}
            <h1>content</h1>
            {{ end }}
        </div>
    </div>
</body>
</html>

<!-- index.tmpl -->
{{ template "base.tmpl" . }}

{{ define "content" }}
<h1>这是index页面</h1>
{{ . }}
{{ end }}

<!-- home.tmpl -->
{{ template "base.tmpl" . }}

{{ define "content" }}
<h1>这是home页面</h1>
{{ . }}
{{ end }}

// main.go
package main

import (
    "html/template"
    "net/http"
)

func indexHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t := template.New("index.tmpl")
    t, _ = t.ParseFiles("./base.tmpl", "./index.tmpl")
    t.Execute(w, "index")
}

func homeHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t := template.New("home.tmpl")
    t, _ = t.ParseFiles("./base.tmpl", "./home.tmpl")
    t.Execute(w, "home")
}

func main() {
    server := http.Server{
        Addr: "localhost:8080",
    }
    http.HandleFunc("/index", indexHandleFunc)
    http.HandleFunc("/home", homeHandleFunc)
    server.ListenAndServe()
}
11、修改默认的标识符

Go标准库的模板引擎使用的花括号{{和}}作为标识，而许多前端框架（如Vue和 AngularJS）也使用{{和}}作为标识符，所以当我们同时使用Go语言模板引擎和以上前端框架时就会出现冲突，这个时候我们需要修改标识符，修改前端的或者修改Go语言的。这里演示如何修改Go语言模板引擎默认的标识符：

template.New("test").Delims("{[", "]}").ParseFiles("./t.tmpl")
12、html/template的上下文感知

对于html/template包，有一个很好用的功能：上下文感知。text/template没有该功能。

上下文感知具体指的是根据所处环境css、js、html、url的path、url的query，自动进行不同格式的转义。

示例代码

<!-- index.tmpl -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <div>{{ . }}</div>
</body>
</html>

// main.go
package main

import (
    // "text/template"
    "html/template"
    "net/http"
)

func indexHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t, _ := template.ParseFiles("./index.tmpl")
    data := `<script>alert("helloworld")</script>`
    t.Execute(w, data)
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", indexHandleFunc)
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

运行程序，页面显示：

<script>alert("helloworld")</script>

不转义

上下文感知的自动转义能让程序更加安全，比如防止XSS攻击(例如在表单中输入带有<script>...</script>的内容并提交，会使得用户提交的这部分script被执行)。

如果确实不想转义，可以进行类型转换。

type CSS
type HTML
type JS
type URL

编写一个自定义的模板函数，实现对内容的类型转换。

示例代码：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <div>{{ .str1 }}</div>
    <div>{{ .str2 | safe }}</div>
</body>
</html>

package main

import (
    // "text/template"
    "html/template"
    "net/http"
)

func indexHandleFunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    t := template.New("index.tmpl")
    t.Funcs(template.FuncMap{
        "safe": func(str string) template.HTML {
            return template.HTML(str)
        },
    }).ParseFiles("./index.tmpl")
    m := map[string]interface{}{
        "str1": `<script>alert("helloworld")</script>`,
        "str2": `<a href = "http://baidu.com">baidu</a>`,
    }
    t.Execute(w, m)
}

运行程序，页面显示：

<script>alert("helloworld")</script>
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