gin中go-playground模块的源码分析

简介

在gin中使用的是go-playground模块来对表单进行校验的。

go-playground模块github地址

懒加载validate对象

众所周知，在api层需要使用gin.Context中的ShouldBindJSON方法来对request中的json字段进行校验，例子如下:

func login(c *gin.Context) {

	var user User
	if err := c.ShouldBindJSON(&user); err != nil {

		errs, ok := err.(validator.ValidationErrors)
		if !ok {
			// 非校验错误，其他错误直接返回
			c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"msg": err.Error()})
			return
		}

		c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"msg": errs.Translate(global.Trans)})
		return
	}
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在c.ShourdBindJSON中，一直往下跳转，跟到路径binding/default_validator.go下，可以看到代码如下，对表单的校验是调用v.validate.Struct(obj)来完成的，这里的validate是go-playground库中Validate对象，所以在之前使用v.lazyinit()来创建该对象。

// validateStruct receives struct type
func (v *defaultValidator) validateStruct(obj any) error {
	v.lazyinit()
	return v.validate.Struct(obj)
}
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再看v.lazyinit()方法，这里使用了once.Do方法，该once是sync.Onec对象，Do中的方法只会执行一次，也就是只会创建一次Validate对象，保持该对象的单例。

type defaultValidator struct {
	once     sync.Once
	validate *validator.Validate
}

func (v *defaultValidator) lazyinit() {
	v.once.Do(func() {
		v.validate = validator.New()
		v.validate.SetTagName("binding")
	})
}
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那么有这么一种场景，如果我想要对go-playground中的validate对象进行配置，该怎么办呢？因为上面都是在使用时懒加载才加载的，我们需要提前拿到validate对象并进行配置，该如何处理？

在代码binding/default_validator.go中，提供了Engine方法，我们可以使用该方法给使用这调用提前加载validate对象，并返回该对象，就可以进行配置了。

func (v *defaultValidator) Engine() any {
	v.lazyinit()
	return v.validate
}
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结论：

• 结构体中的对象可以使用懒加载的方式，在使用的时候再进行创建。

• 可以使用once.Do的方法创建对象保持单例。

• 可以提供方法提前加载对象，然后返回出来进行使用配置

多种请求参数的校验

我们使用c.ShouldBindJSON(&user)可以对json格式的请求参数进行校验，也可以使用c.ShouldBindXML对xml格式的请求参数进行校验。

在代码binding/binding.go中可以看到定义了多种对request进行校验的全局对象。

var (
	JSON          = jsonBinding{}
	XML           = xmlBinding{}
	Form          = formBinding{}
	Query         = queryBinding{}
	FormPost      = formPostBinding{}
	FormMultipart = formMultipartBinding{}
	ProtoBuf      = protobufBinding{}
	MsgPack       = msgpackBinding{}
	YAML          = yamlBinding{}
	Uri           = uriBinding{}
	Header        = headerBinding{}
	TOML          = tomlBinding{}
)

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进入c.ShouldBindJSON方法，可以看到调用了c.ShouldBindWith方法并将表单对象和全局的JSON对象传入其中。

// ShouldBindJSON is a shortcut for c.ShouldBindWith(obj, binding.JSON).
func (c *Context) ShouldBindJSON(obj any) error {
	return c.ShouldBindWith(obj, binding.JSON)
}
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在c.ShouldBindWith中，是直接使用上面的JSON全局对象的bind方法，将requets和表单对象传入其中。

// ShouldBindWith binds the passed struct pointer using the specified binding engine.
// See the binding package.
func (c *Context) ShouldBindWith(obj any, b binding.Binding) error {
	return b.Bind(c.Request, obj)
}
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再看b.Bind方法，你会发现，它做的事情是：校验请求参数是否为json格式，然后再调用validate方法，该方法就是去创建go-palyground模块中Validate对象，然后调用其struct方法进行参数验证。

func (jsonBinding) Bind(req *http.Request, obj any) error {
	if req == nil || req.Body == nil {
		return errors.New("invalid request")
	}
	return decodeJSON(req.Body, obj)
}

func decodeJSON(r io.Reader, obj any) error {
	decoder := json.NewDecoder(r)
	if EnableDecoderUseNumber {
		decoder.UseNumber()
	}
	if EnableDecoderDisallowUnknownFields {
		decoder.DisallowUnknownFields()
	}
	if err := decoder.Decode(obj); err != nil {
		return err
	}
	return validate(obj)
}
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你再看看ShouldBindXML方法，就会发现是和上面一样的过程，调用的是全局对象XML中的bind方法，然后再校验请求参数是否为xml格式，最终调用validate方法。

总结：

在binding/binding.go中的全局对象都实现了一个bind方法，该方法是对请求参数的格式进行检验，然后最终会调用validate方法，去创建go-palyground模块中Validate对象，再调用其struct对象进行请求参数的内容校验。

创建多个ShouldBindXXX，在不同的方法中使用不同的全局对象，这些对象都有一个相同的方法bind，然后再统一调用bind方法进行校验。

钩子方法

go-playground库中Validate结构体提供了一系列的钩子方法，在校验中的过程中，提供给使用者来修改其中的部分内容。

我们看一下validator_instance.go文件中Validate结构体，该结构体中包含了hasTagNameFunc和tagNameFunc两个变量，tagNameFunc代表着钩子方法，使用者可以自定方法来赋值给它，hasTagNameFunc是bool类型代表是否配置了钩子方法.

type Validate struct {
	tagName          string
	pool             *sync.Pool
	hasCustomFuncs   bool
	hasTagNameFunc   bool
	tagNameFunc      TagNameFunc
	structLevelFuncs map[reflect.Type]StructLevelFuncCtx
	customFuncs      map[reflect.Type]CustomTypeFunc
	aliases          map[string]string
	validations      map[string]internalValidationFuncWrapper
	transTagFunc     map[ut.Translator]map[string]TranslationFunc // map[]map[]TranslationFunc
	tagCache         *tagCache
	structCache      *structCache
}
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使用者可以调用RegisterTagNameFunc方法来注册自己写的方法

func (v *Validate) RegisterTagNameFunc(fn TagNameFunc) {
	v.tagNameFunc = fn
	v.hasTagNameFunc = true
}
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在代码cache.go中extractStructCache方法中有下面一段代码，通过调用hasTagNameFunc方法来判断是否设置了钩子方法，如果设置了，则调用tagNameFunc来执行使用者自定的方法。

		if v.hasTagNameFunc {
			name := v.tagNameFunc(fld)
			if len(name) > 0 {
				customName = name
			}
		}
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总结：

• 可以提供钩子方法暴露给使用者参与到执行过程中来。

对象池的应用

看文件validator_instance.go中的Struct方法，这个方法就是表单的校验的入口方法，可以看到它又调用了StructCtx方法。

func (v *Validate) Struct(s interface{}) error {
	return v.StructCtx(context.Background(), s)
}
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再来看看StructCtx方法，其中pool是*sync.Pool类型，调用Get方法获取validate对象，然后再调用其validateStruct方法，其中会进行请求参数的校验，然后如果校验有误，会将错误信息保存在errs中。valudate使用完成后，再put回pool中。

因为每一次校验都需要创建validate对象，所以这里使用了sync.Pool可以复用临时对象，减少内存的分配，降低GC压力。

func (v *Validate) StructCtx(ctx context.Context, s interface{}) (err error) {

	val := reflect.ValueOf(s)
	top := val

	if val.Kind() == reflect.Ptr && !val.IsNil() {
		val = val.Elem()
	}

	if val.Kind() != reflect.Struct || val.Type() == timeType {
		return &InvalidValidationError{Type: reflect.TypeOf(s)}
	}

	// good to validate
	vd := v.pool.Get().(*validate)
	vd.top = top
	vd.isPartial = false
	// vd.hasExcludes = false // only need to reset in StructPartial and StructExcept

	vd.validateStruct(ctx, top, val, val.Type(), vd.ns[0:0], vd.actualNs[0:0], nil)

	if len(vd.errs) > 0 {
		err = vd.errs
		vd.errs = nil
	}

	v.pool.Put(vd)

	return
}
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总结：

• 当需要频繁创建相同对象，并且该对象是无状态时，可以使用sync.Pool来提高复用临时对象，减少内存的分配，降低GC压力。

根据标签校验过程

在懒加载创建go-playground的Validate对象时，是调用validator_instance.go中New方法来创建该对象，在该方法中初始化所有标签及标签对应的校验方法并保存在Validate对象中的validations变量中

for k, val := range bakedInValidators {
	switch k {
	// these require that even if the value is nil that the validation should run, omitempty still overrides this behaviour
	case requiredIfTag, requiredUnlessTag, requiredWithTag, requiredWithAllTag, requiredWithoutTag, requiredWithoutAllTag,
		excludedWithTag, excludedWithAllTag, excludedWithoutTag, excludedWithoutAllTag:
		_ = v.registerValidation(k, wrapFunc(val), true, true)
	default:
		// no need to error check here, baked in will always be valid
		_ = v.registerValidation(k, wrapFunc(val), true, false)
	}
}


func (v *Validate) registerValidation(tag string, fn FuncCtx, bakedIn bool, nilCheckable bool) error {
	if len(tag) == 0 {
		return errors.New("function Key cannot be empty")
	}

	if fn == nil {
		return errors.New("function cannot be empty")
	}

	_, ok := restrictedTags[tag]
	if !bakedIn && (ok || strings.ContainsAny(tag, restrictedTagChars)) {
		panic(fmt.Sprintf(restrictedTagErr, tag))
	}
	v.validations[tag] = internalValidationFuncWrapper{fn: fn, runValidatinOnNil: nilCheckable}
	return nil
}
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我们可以在baked_in.go文件中看到有定义以标签为key，校验方法为value的map对象。

bakedInValidators = map[string]Func{
		"required":                      hasValue,
		"required_if":                   requiredIf,
		"required_unless":               requiredUnless,
		"required_with":                 requiredWith,
		"required_with_all":             requiredWithAll,
		"required_without":              requiredWithout,
		"required_without_all":          requiredWithoutAll,
......
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在代码cache.go中extractStructCache方法中，会遍历请求参数的每一个字段，然后根据该字段的tag创建对应的ctag对象，再创建该字段的cField对象，并将ctag传入。

		if len(tag) > 0 {
			ctag, _ = v.parseFieldTagsRecursive(tag, fld.Name, "", false)
		} else {
			// even if field doesn't have validations need cTag for traversing to potential inner/nested
			// elements of the field.
			ctag = new(cTag)
		}

		cs.fields = append(cs.fields, &cField{
			idx:        i,
			name:       fld.Name,
			altName:    customName,
			cTags:      ctag,
			namesEqual: fld.Name == customName,
		})
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在上面的v.parseFieldTagsRecursive方法中会将从之前缓存的validatetions集合中找到该ctag的校验方法，然后赋值ctag.fn方法。

if wrapper, ok := v.validations[current.tag]; ok {
	current.fn = wrapper.fn
	current.runValidationWhenNil = wrapper.runValidatinOnNil
} else {
	panic(strings.TrimSpace(fmt.Sprintf(undefinedValidation, current.tag, fieldName)))
}
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在文件validator.go中traverseField方法校验字段中会调用上面传递的fn方法，返回值为false时，会创建fieldError对象保存在validate的errs中

if !ct.fn(ctx, v) {

	v.str1 = string(append(ns, cf.altName...))

	if v.v.hasTagNameFunc {
		v.str2 = string(append(structNs, cf.name...))
	} else {
		v.str2 = v.str1
	}

	v.errs = append(v.errs,
		&fieldError{
			v:              v.v,
			tag:            ct.aliasTag,
			actualTag:      ct.tag,
			ns:             v.str1,
			structNs:       v.str2,
			fieldLen:       uint8(len(cf.altName)),
			structfieldLen: uint8(len(cf.name)),
			value:          current.Interface(),
			param:          ct.param,
			kind:           kind,
			typ:            typ,
		},
)
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最终将这个error在validator_instance.go中的StructCtx方法中返回出去。

vd.validateStruct(ctx, top, val, val.Type(), vd.ns[0:0], vd.actualNs[0:0], nil)

if len(vd.errs) > 0 {
	err = vd.errs
	vd.errs = nil
}
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结论：

• error并不是调用validateStruct返回出来的，而是通过在结构体中创建了一个error，在过程中如果发生了错误则将该错误信息保存在结构体的error变量中，也是一种error的返回方式。

• 先初始化所有的校验方法，然后再根据每个字段选择校验方法进行执行。逻辑非常清晰。

错误提示信息翻译

从上面的过程可以发现，仅能够发现哪个字段再哪个tag中发生了错误，如下所示：

{'msg': "Key: 'User.password' Error:Field validation for 'password' failed on the 'required' tag"}
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但是我们需要的时候人性化的错误提示。

在代码translations/zh/zh.go的RegisterDefaultTranslations方法中可以看到定义了每个tag及对应中文提示信息。这些信息会注册到go-playground的Validate.transTagFunc变量中。

func RegisterDefaultTranslations(v *validator.Validate, trans ut.Translator) (err error) {

	translations := []struct {
		tag             string
		translation     string
		override        bool
		customRegisFunc validator.RegisterTranslationsFunc
		customTransFunc validator.TranslationFunc
	}{
		{
			tag:         "required",
			translation: "{0}为必填字段",
			override:    false,
		},
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每个字段的错误对象都有Translate方法，当调用方法时，会遍历当前所有错误的字段，然后再找到每个Tag对应的提示信息输出。

func (ve ValidationErrors) Translate(ut ut.Translator) ValidationErrorsTranslations {

	trans := make(ValidationErrorsTranslations)

	var fe *fieldError

	for i := 0; i < len(ve); i++ {
		fe = ve[i].(*fieldError)

		// // in case an Anonymous struct was used, ensure that the key
		// // would be 'Username' instead of ".Username"
		// if len(fe.ns) > 0 && fe.ns[:1] == "." {
		// 	trans[fe.ns[1:]] = fe.Translate(ut)
		// 	continue
		// }

		trans[fe.ns] = fe.Translate(ut)
	}

	return trans
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这个是每一个字段通过tag获取提示信息。

func (fe *fieldError) Translate(ut ut.Translator) string {

	m, ok := fe.v.transTagFunc[ut]
	if !ok {
		return fe.Error()
	}

	fn, ok := m[fe.tag]
	if !ok {
		return fe.Error()
	}

	return fn(ut, fe)
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