你好，我是孔令飞。这一讲我们来聊聊构建应用时常用的Go包。

因为IAM项目使用了Pflag、Viper和Cobra包来构建IAM的应用框架，为了让你后面学习更加容易，这里简单介绍下这3个包的核心功能和使用方式。其实如果单独讲每个包的话，还是有很多功能可讲的，但我们这一讲的目的是减小你后面学习IAM源码的难度，所以我会主要介绍跟IAM相关的功能。

在正式介绍这三个包之前，我们先来看下如何构建应用的框架。

如何构建应用框架

想知道如何构建应用框架，首先你要明白，一个应用框架包含哪些部分。在我看来，一个应用框架需要包含以下3个部分：

• 命令行参数解析：主要用来解析命令行参数，这些命令行参数可以影响命令的运行效果。
• 配置文件解析：一个大型应用，通常具有很多参数，为了便于管理和配置这些参数，通常会将这些参数放在一个配置文件中，供程序读取并解析。
• 应用的命令行框架：应用最终是通过命令来启动的。这里有3个需求点，一是命令需要具备Help功能，这样才能告诉使用者如何去使用；二是命令需要能够解析命令行参数和配置文件；三是命令需要能够初始化业务代码，并最终启动业务进程。也就是说，我们的命令需要具备框架的能力，来纳管这3个部分。

这3个部分的功能，你可以自己开发，也可以借助业界已有的成熟实现。跟之前的想法一样，我不建议你自己开发，更建议你采用业界已有的成熟实现。命令行参数可以通过Pflag来解析，配置文件可以通过Viper来解析，应用的命令行框架则可以通过Cobra来实现。这3个包目前也是最受欢迎的包，并且这3个包不是割裂的，而是有联系的，我们可以有机地组合这3个包，从而实现一个非常强大、优秀的应用命令行框架。

接下来，我们就来详细看下，这3个包在Go项目开发中是如何使用的。

命令行参数解析工具：Pflag使用介绍

Go服务开发中，经常需要给开发的组件加上各种启动参数来配置服务进程，影响服务的行为。像kube-apiserver就有多达200多个启动参数，而且这些参数的类型各不相同（例如：string、int、ip类型等），使用方式也不相同（例如：需要支持--长选项，-短选项等），所以我们需要一个强大的命令行参数解析工具。

虽然Go源码中提供了一个标准库Flag包，用来对命令行参数进行解析，但在大型项目中应用更广泛的是另外一个包：Pflag。Pflag提供了很多强大的特性，非常适合用来构建大型项目，一些耳熟能详的开源项目都是用Pflag来进行命令行参数解析的，例如：Kubernetes、Istio、Helm、Docker、Etcd等。

接下来，我们就来介绍下如何使用Pflag。Pflag主要是通过创建Flag和FlagSet来使用的。我们先来看下Flag。

Pflag包Flag定义

Pflag可以对命令行参数进行处理，一个命令行参数在Pflag包中会解析为一个Flag类型的变量。Flag是一个结构体，定义如下：

type Flag struct {
    Name                string // flag长选项的名称
    Shorthand           string // flag短选项的名称，一个缩写的字符
    Usage               string // flag的使用文本
    Value               Value  // flag的值
    DefValue            string // flag的默认值
    Changed             bool // 记录flag的值是否有被设置过
    NoOptDefVal         string // 当flag出现在命令行，但是没有指定选项值时的默认值
    Deprecated          string // 记录该flag是否被放弃
    Hidden              bool // 如果值为true，则从help/usage输出信息中隐藏该flag
    ShorthandDeprecated string // 如果flag的短选项被废弃，当使用flag的短选项时打印该信息
    Annotations         map[string][]string // 给flag设置注解
}

Flag的值是一个Value类型的接口，Value定义如下：

type Value interface {
    String() string // 将flag类型的值转换为string类型的值，并返回string的内容
    Set(string) error // 将string类型的值转换为flag类型的值，转换失败报错
    Type() string // 返回flag的类型，例如：string、int、ip等
}

通过将Flag的值抽象成一个interface接口，我们就可以自定义Flag的类型了。只要实现了Value接口的结构体，就是一个新类型。

Pflag包FlagSet定义

Pflag除了支持单个的Flag之外，还支持FlagSet。FlagSet是一些预先定义好的Flag的集合，几乎所有的Pflag操作，都需要借助FlagSet提供的方法来完成。在实际开发中，我们可以使用两种方法来获取并使用FlagSet：

• 方法一，调用NewFlagSet创建一个FlagSet。
• 方法二，使用Pflag包定义的全局FlagSet：CommandLine。实际上CommandLine也是由NewFlagSet函数创建的。

先来看下第一种方法，自定义FlagSet。下面是一个自定义FlagSet的示例：

var version bool
flagSet := pflag.NewFlagSet("test", pflag.ContinueOnError)
flagSet.BoolVar(&version, "version", true, "Print version information and quit.")

我们可以通过定义一个新的FlagSet来定义命令及其子命令的Flag。

再来看下第二种方法，使用全局FlagSet。下面是一个使用全局FlagSet的示例：

import (
    "github.com/spf13/pflag"
)

pflag.BoolVarP(&version, "version", "v", true, "Print version information and quit.")

这其中，pflag.BoolVarP函数定义如下：

func BoolVarP(p *bool, name, shorthand string, value bool, usage string) {
    flag := CommandLine.VarPF(newBoolValue(value, p), name, shorthand, usage)
    flag.NoOptDefVal = "true"
}

可以看到pflag.BoolVarP最终调用了CommandLine，CommandLine是一个包级别的变量，定义为：

// CommandLine is the default set of command-line flags, parsed from os.Args.
var CommandLine = NewFlagSet(os.Args[0], ExitOnError)

在一些不需要定义子命令的命令行工具中，我们可以直接使用全局的FlagSet，更加简单方便。

Pflag使用方法

上面，我们介绍了使用Pflag包的两个核心结构体。接下来，我来详细介绍下Pflag的常见使用方法。Pflag有很多强大的功能，我这里介绍7个常见的使用方法。

1. 支持多种命令行参数定义方式。

Pflag支持以下4种命令行参数定义方式：

• 支持长选项、默认值和使用文本，并将标志的值存储在指针中。

var name = pflag.String("name", "colin", "Input Your Name")

• 支持长选项、短选项、默认值和使用文本，并将标志的值存储在指针中。

var name = pflag.StringP("name", "n", "colin", "Input Your Name")

• 支持长选项、默认值和使用文本，并将标志的值绑定到变量。

var name string
pflag.StringVar(&name, "name", "colin", "Input Your Name")

• 支持长选项、短选项、默认值和使用文本，并将标志的值绑定到变量。

var name string
pflag.StringVarP(&name, "name", "n","colin", "Input Your Name")

上面的函数命名是有规则的：

• 函数名带Var说明是将标志的值绑定到变量，否则是将标志的值存储在指针中。
• 函数名带P说明支持短选项，否则不支持短选项。

2. 使用Get<Type>获取参数的值。

可以使用Get<Type>来获取标志的值，<Type>代表Pflag所支持的类型。例如：有一个pflag.FlagSet，带有一个名为flagname的int类型的标志，可以使用GetInt()来获取int值。需要注意flagname必须存在且必须是int，例如：

i, err := flagset.GetInt("flagname")

3. 获取非选项参数。

代码示例如下：

package main

import (
    "fmt"

    "github.com/spf13/pflag"
)

var (
    flagvar = pflag.Int("flagname", 1234, "help message for flagname")
)

func main() {
    pflag.Parse()

    fmt.Printf("argument number is: %v\n", pflag.NArg())
    fmt.Printf("argument list is: %v\n", pflag.Args())
    fmt.Printf("the first argument is: %v\n", pflag.Arg(0))
}

执行上述代码，输出如下：

$ go run example1.go arg1 arg2
argument number is: 2
argument list is: [arg1 arg2]
the first argument is: arg1

在定义完标志之后，可以调用pflag.Parse()来解析定义的标志。解析后，可通过pflag.Args()返回所有的非选项参数，通过pflag.Arg(i)返回第i个非选项参数。参数下标0到pflag.NArg() - 1。

4. 指定了选项但是没有指定选项值时的默认值。

创建一个Flag后，可以为这个Flag设置pflag.NoOptDefVal。如果一个Flag具有NoOptDefVal，并且该Flag在命令行上没有设置这个Flag的值，则该标志将设置为NoOptDefVal指定的值。例如：

var ip = pflag.IntP("flagname", "f", 1234, "help message")
pflag.Lookup("flagname").NoOptDefVal = "4321"

上面的代码会产生结果，具体你可以参照下表：

5. 弃用标志或者标志的简写。

Pflag可以弃用标志或者标志的简写。弃用的标志或标志简写在帮助文本中会被隐藏，并在使用不推荐的标志或简写时打印正确的用法提示。例如，弃用名为logmode的标志，并告知用户应该使用哪个标志代替：

// deprecate a flag by specifying its name and a usage message
pflag.CommandLine.MarkDeprecated("logmode", "please use --log-mode instead")

这样隐藏了帮助文本中的logmode，并且当使用logmode时，打印了Flag --logmode has been deprecated, please use --log-mode instead。

6. 保留名为port的标志，但是弃用它的简写形式。

pflag.IntVarP(&port, "port", "P", 3306, "MySQL service host port.")

// deprecate a flag shorthand by specifying its flag name and a usage message
pflag.CommandLine.MarkShorthandDeprecated("port", "please use --port only")

这样隐藏了帮助文本中的简写P，并且当使用简写P时，打印了Flag shorthand -P has been deprecated, please use --port only。usage message在此处必不可少，并且不应为空。

7. 隐藏标志。

可以将Flag标记为隐藏的，这意味着它仍将正常运行，但不会显示在usage/help文本中。例如：隐藏名为secretFlag的标志，只在内部使用，并且不希望它显示在帮助文本或者使用文本中。代码如下：

// hide a flag by specifying its name
pflag.CommandLine.MarkHidden("secretFlag")

至此，我们介绍了Pflag包的重要用法。接下来，我们再来看下如何解析配置文件。

配置解析神器：Viper使用介绍

几乎所有的后端服务，都需要一些配置项来配置我们的服务，一些小型的项目，配置不是很多，可以选择只通过命令行参数来传递配置。但是大型项目配置很多，通过命令行参数传递就变得很麻烦，不好维护。标准的解决方案是将这些配置信息保存在配置文件中，由程序启动时加载和解析。Go生态中有很多包可以加载并解析配置文件，目前最受欢迎的是Viper包。

Viper是Go应用程序现代化的、完整的解决方案，能够处理不同格式的配置文件，让我们在构建现代应用程序时，不必担心配置文件格式。Viper也能够满足我们对应用配置的各种需求。

Viper可以从不同的位置读取配置，不同位置的配置具有不同的优先级，高优先级的配置会覆盖低优先级相同的配置，按优先级从高到低排列如下：

1. 通过viper.Set函数显示设置的配置
2. 命令行参数
3. 环境变量
4. 配置文件
5. Key/Value存储
6. 默认值

这里需要注意，Viper配置键不区分大小写。

Viper有很多功能，最重要的两类功能是读入配置和读取配置，Viper提供不同的方式来实现这两类功能。接下来，我们就来详细介绍下Viper如何读入配置和读取配置。

读入配置

读入配置，就是将配置读入到Viper中，有如下读入方式：

• 设置默认的配置文件名。
• 读取配置文件。
• 监听和重新读取配置文件。
• 从io.Reader读取配置。
• 从环境变量读取。
• 从命令行标志读取。
• 从远程Key/Value存储读取。

这几个方法的具体读入方式，你可以看下面的展示。

1. 设置默认值。

一个好的配置系统应该支持默认值。Viper支持对key设置默认值，当没有通过配置文件、环境变量、远程配置或命令行标志设置key时，设置默认值通常是很有用的，可以让程序在没有明确指定配置时也能够正常运行。例如：

viper.SetDefault("ContentDir", "content")
viper.SetDefault("LayoutDir", "layouts")
viper.SetDefault("Taxonomies", map[string]string{"tag": "tags", "category": "categories"})

2. 读取配置文件。

Viper可以读取配置文件来解析配置，支持JSON、TOML、YAML、YML、Properties、Props、Prop、HCL、Dotenv、Env格式的配置文件。Viper 支持搜索多个路径，并且默认不配置任何搜索路径，将默认决策留给应用程序。

以下是如何使用 Viper 搜索和读取配置文件的示例：

package main

import (
	"fmt"

	"github.com/spf13/pflag"
	"github.com/spf13/viper"
)

var (
	cfg  = pflag.StringP("config", "c", "", "Configuration file.")
	help = pflag.BoolP("help", "h", false, "Show this help message.")
)

func main() {
	pflag.Parse()
	if *help {
		pflag.Usage()
		return
	}

  // 从配置文件中读取配置
	if *cfg != "" {
		viper.SetConfigFile(*cfg)   // 指定配置文件名
		viper.SetConfigType("yaml") // 如果配置文件名中没有文件扩展名，则需要指定配置文件的格式，告诉viper以何种格式解析文件
	} else {
		viper.AddConfigPath(".")          // 把当前目录加入到配置文件的搜索路径中
		viper.AddConfigPath("$HOME/.iam") // 配置文件搜索路径，可以设置多个配置文件搜索路径
		viper.SetConfigName("config")     // 配置文件名称（没有文件扩展名）
	}

	if err := viper.ReadInConfig(); err != nil { // 读取配置文件。如果指定了配置文件名，则使用指定的配置文件，否则在注册的搜索路径中搜索
		panic(fmt.Errorf("Fatal error config file: %s \n", err))
	}

	fmt.Printf("Used configuration file is: %s\n", viper.ConfigFileUsed())
}

Viper支持设置多个配置文件搜索路径，需要注意添加搜索路径的顺序，Viper会根据添加的路径顺序搜索配置文件，如果找到则停止搜索。如果调用SetConfigFile直接指定了配置文件名，并且配置文件名没有文件扩展名时，需要显式指定配置文件的格式，以使Viper能够正确解析配置文件。

如果通过搜索的方式查找配置文件，则需要注意，SetConfigName设置的配置文件名是不带扩展名的，在搜索时Viper会在文件名之后追加文件扩展名，并尝试搜索所有支持的扩展类型。

3. 监听和重新读取配置文件。

Viper支持在运行时让应用程序实时读取配置文件，也就是热加载配置。可以通过WatchConfig函数热加载配置。在调用WatchConfig函数之前，需要确保已经添加了配置文件的搜索路径。另外，还可以为Viper提供一个回调函数，以便在每次发生更改时运行。这里我也给你个示例：

viper.WatchConfig()
viper.OnConfigChange(func(e fsnotify.Event) {
   // 配置文件发生变更之后会调用的回调函数
	fmt.Println("Config file changed:", e.Name)
})

我不建议在实际开发中使用热加载功能，因为即使配置热加载了，程序中的代码也不一定会热加载。例如：修改了服务监听端口，但是服务没有重启，这时候服务还是监听在老的端口上，会造成不一致。
4) 设置配置值。

我们可以通过viper.Set()函数来显式设置配置：

viper.Set("user.username", "colin")

5. 使用环境变量。

Viper还支持环境变量，通过如下5个函数来支持环境变量：

• AutomaticEnv()
• BindEnv(input …string) error
• SetEnvPrefix(in string)
• SetEnvKeyReplacer(r *strings.Replacer)
• AllowEmptyEnv(allowEmptyEnv bool)

这里要注意：Viper读取环境变量是区分大小写的。Viper提供了一种机制来确保Env变量是唯一的。通过使用SetEnvPrefix，可以告诉Viper在读取环境变量时使用前缀。BindEnv和AutomaticEnv都将使用此前缀。比如，我们设置了viper.SetEnvPrefix(“VIPER”)，当使用viper.Get(“apiversion”)时，实际读取的环境变量是VIPER_APIVERSION。

BindEnv需要一个或两个参数。第一个参数是键名，第二个是环境变量的名称，环境变量的名称区分大小写。如果未提供Env变量名，则Viper将假定Env变量名为：环境变量前缀_键名全大写。例如：前缀为VIPER，key为username，则Env变量名为VIPER_USERNAME。当显示提供Env变量名（第二个参数）时，它不会自动添加前缀。例如，如果第二个参数是ID，Viper将查找环境变量ID。

在使用Env变量时，需要注意的一件重要事情是：每次访问该值时都将读取它。Viper在调用BindEnv时不固定该值。

还有一个魔法函数SetEnvKeyReplacer，SetEnvKeyReplacer允许你使用strings.Replacer对象来重写Env键。如果你想在Get()调用中使用-或者.，但希望你的环境变量使用_分隔符，可以通过SetEnvKeyReplacer来实现。比如，我们设置了环境变量USER_SECRET_KEY=bVix2WBv0VPfrDrvlLWrhEdzjLpPCNYb，但我们想用viper.Get("user.secret-key")，那我们就调用函数：

viper.SetEnvKeyReplacer(strings.NewReplacer(".", "_", "-", "_"))

上面的代码，在调用viper.Get()函数时，会用_替换.和-。默认情况下，空环境变量被认为是未设置的，并将返回到下一个配置源。若要将空环境变量视为已设置，可以使用AllowEmptyEnv方法。使用环境变量示例如下：

// 使用环境变量
os.Setenv("VIPER_USER_SECRET_ID", "QLdywI2MrmDVjSSv6e95weNRvmteRjfKAuNV")
os.Setenv("VIPER_USER_SECRET_KEY", "bVix2WBv0VPfrDrvlLWrhEdzjLpPCNYb")

viper.AutomaticEnv()                                             // 读取环境变量
viper.SetEnvPrefix("VIPER")                                      // 设置环境变量前缀：VIPER_，如果是viper，将自动转变为大写。
viper.SetEnvKeyReplacer(strings.NewReplacer(".", "_", "-", "_")) // 将viper.Get(key) key字符串中'.'和'-'替换为'_'
viper.BindEnv("user.secret-key")
viper.BindEnv("user.secret-id", "USER_SECRET_ID") // 绑定环境变量名到key

6. 使用标志。

Viper支持Pflag包，能够绑定key到Flag。与BindEnv类似，在调用绑定方法时，不会设置该值，但在访问它时会设置。对于单个标志，可以调用BindPFlag()进行绑定：

viper.BindPFlag("token", pflag.Lookup("token")) // 绑定单个标志

还可以绑定一组现有的pflags（pflag.FlagSet）：

viper.BindPFlags(pflag.CommandLine)             //绑定标志集

读取配置

Viper提供了如下方法来读取配置：

• Get(key string) interface{}
• Get<Type>(key string) <Type>
• AllSettings() map[string]interface{}
• IsSet(key string) : bool

每一个Get方法在找不到值的时候都会返回零值。为了检查给定的键是否存在，可以使用IsSet()方法。<Type>可以是Viper支持的类型，首字母大写：Bool、Float64、Int、IntSlice、String、StringMap、StringMapString、StringSlice、Time、Duration。例如：GetInt()。

常见的读取配置方法有以下几种。

1. 访问嵌套的键。

例如，加载下面的JSON文件：

{
    "host": {
        "address": "localhost",
        "port": 5799
    },
    "datastore": {
        "metric": {
            "host": "127.0.0.1",
            "port": 3099
        },
        "warehouse": {
            "host": "198.0.0.1",
            "port": 2112
        }
    }
}

Viper可以通过传入.分隔的路径来访问嵌套字段：

viper.GetString("datastore.metric.host") // (返回 "127.0.0.1")

如果datastore.metric被直接赋值覆盖（被Flag、环境变量、set()方法等等），那么datastore.metric的所有子键都将变为未定义状态，它们被高优先级配置级别覆盖了。

如果存在与分隔的键路径匹配的键，则直接返回其值。例如：

{
    "datastore.metric.host": "0.0.0.0",
    "host": {
        "address": "localhost",
        "port": 5799
    },
    "datastore": {
        "metric": {
            "host": "127.0.0.1",
            "port": 3099
        },
        "warehouse": {
            "host": "198.0.0.1",
            "port": 2112
        }
    }
}

通过viper.GetString获取值：

viper.GetString("datastore.metric.host") // 返回 "0.0.0.0"

2. 反序列化。

Viper可以支持将所有或特定的值解析到结构体、map等。可以通过两个函数来实现：

• Unmarshal(rawVal interface{}) error
• UnmarshalKey(key string, rawVal interface{}) error

一个示例：

type config struct {
	Port int
	Name string
	PathMap string `mapstructure:"path_map"`
}

var C config

err := viper.Unmarshal(&C)
if err != nil {
	t.Fatalf("unable to decode into struct, %v", err)
}

如果想要解析那些键本身就包含.(默认的键分隔符）的配置，则需要修改分隔符：

v := viper.NewWithOptions(viper.KeyDelimiter("::"))

v.SetDefault("chart::values", map[string]interface{}{
    "ingress": map[string]interface{}{
        "annotations": map[string]interface{}{
            "traefik.frontend.rule.type":                 "PathPrefix",
            "traefik.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect": "true",
        },
    },
})

type config struct {
	Chart struct{
        Values map[string]interface{}
    }
}

var C config

v.Unmarshal(&C)

Viper在后台使用github.com/mitchellh/mapstructure来解析值，其默认情况下使用mapstructure tags。当我们需要将Viper读取的配置反序列到我们定义的结构体变量中时，一定要使用mapstructure tags。

3. 序列化成字符串。

有时候我们需要将Viper中保存的所有设置序列化到一个字符串中，而不是将它们写入到一个文件中，示例如下：

import (
    yaml "gopkg.in/yaml.v2"
    // ...
)

func yamlStringSettings() string {
    c := viper.AllSettings()
    bs, err := yaml.Marshal(c)
    if err != nil {
        log.Fatalf("unable to marshal config to YAML: %v", err)
    }
    return string(bs)
}

现代化的命令行框架：Cobra全解

Cobra既是一个可以创建强大的现代CLI应用程序的库，也是一个可以生成应用和命令文件的程序。有许多大型项目都是用Cobra来构建应用程序的，例如 Kubernetes、Docker、etcd、Rkt、Hugo等。

Cobra建立在commands、arguments和flags结构之上。commands代表命令，arguments代表非选项参数，flags代表选项参数（也叫标志）。一个好的应用程序应该是易懂的，用户可以清晰地知道如何去使用这个应用程序。应用程序通常遵循如下模式：APPNAME VERB NOUN --ADJECTIVE或者APPNAME COMMAND ARG --FLAG，例如：

git clone URL --bare # clone 是一个命令，URL是一个非选项参数，bare是一个选项参数

这里，VERB代表动词，NOUN代表名词，ADJECTIVE代表形容词。

Cobra提供了两种方式来创建命令：Cobra命令和Cobra库。Cobra命令可以生成一个Cobra命令模板，而命令模板也是通过引用Cobra库来构建命令的。所以，这里我直接介绍如何使用Cobra库来创建命令。

使用Cobra库创建命令

如果要用Cobra库编码实现一个应用程序，需要首先创建一个空的main.go文件和一个rootCmd文件，之后可以根据需要添加其他命令。具体步骤如下：

1. 创建rootCmd。

$ mkdir -p newApp2 && cd newApp2

通常情况下，我们会将rootCmd放在文件cmd/root.go中。

var rootCmd = &cobra.Command{
  Use:   "hugo",
  Short: "Hugo is a very fast static site generator",
  Long: `A Fast and Flexible Static Site Generator built with
                love by spf13 and friends in Go.
                Complete documentation is available at http://hugo.spf13.com`,
  Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {
    // Do Stuff Here
  },
}

func Execute() {
  if err := rootCmd.Execute(); err != nil {
    fmt.Println(err)
    os.Exit(1)
  }
}

还可以在init()函数中定义标志和处理配置，例如cmd/root.go。

import (
  "fmt"
  "os"

  homedir "github.com/mitchellh/go-homedir"
  "github.com/spf13/cobra"
  "github.com/spf13/viper"
)

var (
    cfgFile     string
	  projectBase string
    userLicense string
)

func init() {
  cobra.OnInitialize(initConfig)
  rootCmd.PersistentFlags().StringVar(&cfgFile, "config", "", "config file (default is $HOME/.cobra.yaml)")
  rootCmd.PersistentFlags().StringVarP(&projectBase, "projectbase", "b", "", "base project directory eg. github.com/spf13/")
  rootCmd.PersistentFlags().StringP("author", "a", "YOUR NAME", "Author name for copyright attribution")
  rootCmd.PersistentFlags().StringVarP(&userLicense, "license", "l", "", "Name of license for the project (can provide `licensetext` in config)")
  rootCmd.PersistentFlags().Bool("viper", true, "Use Viper for configuration")
  viper.BindPFlag("author", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("author"))
  viper.BindPFlag("projectbase", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("projectbase"))
  viper.BindPFlag("useViper", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("viper"))
  viper.SetDefault("author", "NAME HERE <EMAIL ADDRESS>")
  viper.SetDefault("license", "apache")
}

func initConfig() {
  // Don't forget to read config either from cfgFile or from home directory!
  if cfgFile != "" {
    // Use config file from the flag.
    viper.SetConfigFile(cfgFile)
  } else {
    // Find home directory.
    home, err := homedir.Dir()
    if err != nil {
      fmt.Println(err)
      os.Exit(1)
    }

    // Search config in home directory with name ".cobra" (without extension).
    viper.AddConfigPath(home)
    viper.SetConfigName(".cobra")
  }

  if err := viper.ReadInConfig(); err != nil {
    fmt.Println("Can't read config:", err)
    os.Exit(1)
  }
}

2. 创建main.go。

我们还需要一个main函数来调用rootCmd，通常我们会创建一个main.go文件，在main.go中调用rootCmd.Execute()来执行命令：

package main

import (
  "{pathToYourApp}/cmd"
)

func main() {
  cmd.Execute()
}

需要注意，main.go中不建议放很多代码，通常只需要调用cmd.Execute()即可。

3. 添加命令。

除了rootCmd，我们还可以调用AddCommand添加其他命令，通常情况下，我们会把其他命令的源码文件放在cmd/目录下，例如，我们添加一个version命令，可以创建cmd/version.go文件，内容为：

package cmd

import (
  "fmt"

  "github.com/spf13/cobra"
)

func init() {
  rootCmd.AddCommand(versionCmd)
}

var versionCmd = &cobra.Command{
  Use:   "version",
  Short: "Print the version number of Hugo",
  Long:  `All software has versions. This is Hugo's`,
  Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {
    fmt.Println("Hugo Static Site Generator v0.9 -- HEAD")
  },
}

本示例中，我们通过调用rootCmd.AddCommand(versionCmd)给rootCmd命令添加了一个versionCmd命令。

4. 编译并运行。

将main.go中{pathToYourApp}替换为对应的路径，例如本示例中pathToYourApp为github.com/marmotedu/gopractise-demo/cobra/newApp2。

$ go mod init github.com/marmotedu/gopractise-demo/cobra/newApp2
$ go build -v .
$ ./newApp2 -h
A Fast and Flexible Static Site Generator built with
love by spf13 and friends in Go.
Complete documentation is available at http://hugo.spf13.com
 
Usage:
hugo [flags]
hugo [command]
 
Available Commands:
help Help about any command
version Print the version number of Hugo
 
Flags:
-a, --author string Author name for copyright attribution (default "YOUR NAME")
--config string config file (default is $HOME/.cobra.yaml)
-h, --help help for hugo
-l, --license licensetext Name of license for the project (can provide licensetext in config)
-b, --projectbase string base project directory eg. github.com/spf13/
--viper Use Viper for configuration (default true)
 
Use "hugo [command] --help" for more information about a command.

通过步骤一、步骤二、步骤三，我们就成功创建和添加了Cobra应用程序及其命令。

接下来，我再来详细介绍下Cobra的核心特性。

使用标志

Cobra可以跟Pflag结合使用，实现强大的标志功能。使用步骤如下：

1. 使用持久化的标志。

标志可以是“持久的”，这意味着该标志可用于它所分配的命令以及该命令下的每个子命令。可以在rootCmd上定义持久标志：

rootCmd.PersistentFlags().BoolVarP(&Verbose, "verbose", "v", false, "verbose output")

2. 使用本地标志。

也可以分配一个本地标志，本地标志只能在它所绑定的命令上使用：

rootCmd.Flags().StringVarP(&Source, "source", "s", "", "Source directory to read from")

--source标志只能在rootCmd上引用，而不能在rootCmd的子命令上引用。

3. 将标志绑定到Viper。

我们可以将标志绑定到Viper，这样就可以使用viper.Get()获取标志的值。

var author string

func init() {
  rootCmd.PersistentFlags().StringVar(&author, "author", "YOUR NAME", "Author name for copyright attribution")
  viper.BindPFlag("author", rootCmd.PersistentFlags().Lookup("author"))
}

4. 设置标志为必选。

默认情况下，标志是可选的，我们也可以设置标志为必选，当设置标志为必选，但是没有提供标志时，Cobra会报错。

rootCmd.Flags().StringVarP(&Region, "region", "r", "", "AWS region (required)")
rootCmd.MarkFlagRequired("region")

非选项参数验证

在命令的过程中，经常会传入非选项参数，并且需要对这些非选项参数进行验证，Cobra提供了机制来对非选项参数进行验证。可以使用Command的Args字段来验证非选项参数。Cobra也内置了一些验证函数：

• NoArgs：如果存在任何非选项参数，该命令将报错。
• ArbitraryArgs：该命令将接受任何非选项参数。
• OnlyValidArgs：如果有任何非选项参数不在Command的ValidArgs字段中，该命令将报错。
• MinimumNArgs(int)：如果没有至少N个非选项参数，该命令将报错。
• MaximumNArgs(int)：如果有多于N个非选项参数，该命令将报错。
• ExactArgs(int)：如果非选项参数个数不为N，该命令将报错。
• ExactValidArgs(int)：如果非选项参数的个数不为N，或者非选项参数不在Command的ValidArgs字段中，该命令将报错。
• RangeArgs(min, max)：如果非选项参数的个数不在min和max之间，该命令将报错。

使用预定义验证函数，示例如下：

var cmd = &cobra.Command{
  Short: "hello",
  Args: cobra.MinimumNArgs(1), // 使用内置的验证函数
  Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {
    fmt.Println("Hello, World!")
  },
}

当然你也可以自定义验证函数，示例如下：

var cmd = &cobra.Command{
  Short: "hello",
  // Args: cobra.MinimumNArgs(10), // 使用内置的验证函数
  Args: func(cmd *cobra.Command, args []string) error { // 自定义验证函数
    if len(args) < 1 {
      return errors.New("requires at least one arg")
    }
    if myapp.IsValidColor(args[0]) {
      return nil
    }
    return fmt.Errorf("invalid color specified: %s", args[0])
  },
  Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {
    fmt.Println("Hello, World!")
  },
}

PreRun and PostRun Hooks

在运行Run函数时，我们可以运行一些钩子函数，比如PersistentPreRun和PreRun函数在Run函数之前执行，PersistentPostRun和PostRun在Run函数之后执行。如果子命令没有指定Persistent*Run函数，则子命令将会继承父命令的Persistent*Run函数。这些函数的运行顺序如下：

1. PersistentPreRun
2. PreRun
3. Run
4. PostRun
5. PersistentPostRun

注意，父级的PreRun只会在父级命令运行时调用，子命令是不会调用的。

Cobra还支持很多其他有用的特性，比如：自定义Help命令；可以自动添加--version标志，输出程序版本信息；当用户提供无效标志或无效命令时，Cobra可以打印出usage信息；当我们输入的命令有误时，Cobra会根据注册的命令，推算出可能的命令，等等。

总结

在开发Go项目时，我们可以通过Pflag来解析命令行参数，通过Viper来解析配置文件，用Cobra来实现命令行框架。你可以通过pflag.String()、 pflag.StringP()、pflag.StringVar()、pflag.StringVarP()方法来设置命令行参数，并使用Get<Type>来获取参数的值。

同时，你也可以使用Viper从命令行参数、环境变量、配置文件等位置读取配置项。最常用的是从配置文件中读取，可以通过viper.AddConfigPath来设置配置文件搜索路径，通过viper.SetConfigFile和viper.SetConfigType来设置配置文件名，通过viper.ReadInConfig来读取配置文件。读取完配置文件，然后在程序中使用Get/Get<Type>来读取配置项的值。

最后，你可以使用Cobra来构建一个命令行框架，Cobra可以很好地集成Pflag和Viper。

课后练习

1. 研究下Cobra的代码，看下Cobra是如何跟Pflag和Viper进行集成的。

2. 思考下，除了Pflag、Viper、Cobra，你在开发过程中还遇到哪些优秀的包，来处理命令行参数、配置文件和启动命令行框架的呢？欢迎在留言区分享。

欢迎你在留言区与我交流讨论，我们下一讲见！