golang将静态资源文件打包进二进制文件

默认情况下，将项目打包成二进制的时候是不会加入静态资源文件的，因此在部署的时候还需要捎带上这些文件，比如，一些配置文件，图片，样式表等。

很多时候，这些静态文件是不需要变的，如果能一并加入到二进制文件，就能减少部署时的依赖。

于是有了很多第三方解决方案，将静态资源文件“嵌入”最终的 Go 二进制文件中。最知名的应该是 go-bindata，此外还有很多其他的：

github.com/alecthomas/gobundle
github.com/GeertJohan/go.rice
github.com/go-playground/statics
github.com/gobuffalo/packr
github.com/knadh/stuffbin
github.com/mjibson/esc
github.com/omeid/go-resources
github.com/phogolabs/parcello
github.com/pyros2097/go-embed
github.com/rakyll/statik
github.com/shurcooL/vfsgen
github.com/UnnoTed/fileb0x
github.com/wlbr/templify
perkeep.org/pkg/fileembed

从这个列表足以看出需求的广泛性。于是官方决定提供实现，在 go 命令中实现该功能。因为在 Go 命令中添加对嵌入基本功能的直接支持将消除对某些工具的需求，至少可以简化其他工具的实现。

这个功能会在 Go1.16版本中被加入。

01 试用 go embed

通过几个示例快速了解 go embed 的用法。
注意，代码中的 //go embed 是指令，而不是注释。

例 1：内嵌文件 — Web 应用

基于 Echo 框架：

package mainimport (_ "embed""net/http""github.com/labstack/echo"
)//go:embed static/logo.png
var content []bytefunc main() {e := echo.New()e.GET("/", func(c echo.Context) error {return c.Blob(http.StatusOK, "image/png", content)})e.Logger.Fatal(e.Start(":8989"))
}

目录结构如下：

.
├── main.go
└── static└── logo.png

编译运行后，可以将二进制文件移到任何地方运行，浏览器访问 http://localhhost:8989，能够正确显示 logo 图片表示成功了。

基于 Gin 框架，代码类似：

package mainimport (_ "embed""net/http""github.com/gin-gonic/gin"
)//go:embed static/logo.png
var content []bytefunc main() {router := gin.Default()router.GET("/", func(ctx *gin.Context) {ctx.Data(http.StatusOK, "image/png", content)})router.Run(":8989")
}

直接使用 net/http 库，代码如下：

package mainimport (_ "embed""log""net/http""fmt"
)//go:embed static/logo.png
var content []bytefunc main() {http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {w.Header().Add("Content-Type", "image/png")w.WriteHeader(http.StatusOK)fmt.Fprintf(w, "%s", content)})log.Fatal(http.ListenAndServe(":8989", nil))
}

例 2：内嵌文件 — 命令行应用

简单的 Hello World：

package mainimport (_ "embed""fmt"
)//go:embed message.txt
var message stringfunc main() {fmt.Println(message)
}

其中 messaeg.txt 中的内容是 Hello World。目录结构如下：

.
├── main.go
└── message.txt

编译后，可以将二进制移到任何地方，运行输出 Hello World（即 messaeg.txt 中的内容）。

例 3：内嵌目录 - 命令行应用

以下程序将 static 目录内嵌到二进制程序中，然后在当前目录创建 static 目录中的所有文件。

package mainimport ("embed""io""log""os""path"
)//go:embed static
var local embed.FSfunc main() {fis, err := local.ReadDir("static")if err != nil {log.Fatal(err)}for _, fi := range fis {in, err := local.Open(path.Join("static", fi.Name()))if err != nil {log.Fatal(err)}out, err := os.Create("embed-" + path.Base(fi.Name()))if err != nil {log.Fatal(err)}io.Copy(out, in)out.Close()in.Close()log.Println("exported", "embed-"+path.Base(fi.Name()))}
}

该示例的目录结构和例 1 一样。编译后，可以将二进制文件移到任何地方，运行后，会在当前目录输出以 embed- 开头的文件。

例 4：内嵌目录 — Web 应用

基于 Echo 框架：

package mainimport ("embed""net/http""github.com/labstack/echo/v4"
)//go:embed static
var local embed.FSfunc main() {e := echo.New()e.GET("/*", echo.WrapHandler(http.FileServer(http.FS(local))))e.Logger.Fatal(e.Start(":8989"))
}

同样，目录结构和 example1 一致。编译后运行，访问 http://localhost:8989，看到如下界面：

注意上面使用的是 /*，如果直接使用 /，点击链接会是 404。

换成 Gin，代码如下：

package mainimport ("embed""net/http""github.com/gin-gonic/gin"
)//go:embed static/*
var local embed.FSfunc main() {router := gin.Default()router.GET("/*filepath", gin.WrapH(http.FileServer(http.FS(local))))router.Run(":8989")
}

结果和 Echo 框架一样。同样要注意是 /*filepath，不能是 /。
换成标准库 net/http 试试？

package mainimport ("embed""log""net/http"
)//go:embed static
var local embed.FSfunc main() {http.Handle("/", http.FileServer(http.FS(local)))log.Fatal(http.ListenAndServe(":8989", nil))
}

标准库中 / 会自动处理所有的请求。

02 //go:embed 指令

之前第三方的现实，基本是基于 go generate，将静态资源文件生成 go 源文件，最后编译进二进制文件中。官方的实现，通过 //go:embed 指令，在编译时将静态资源嵌入二进制文件中。然后，Go 通过标准库，让用户能够访问这些内嵌的资源。因此，先介绍下 //go:embed 指令的用法。

03 标准库

和 embed 相关的标准库有 5 个，其中 2 个是新增的：embed 和 io/fs；net/http，text/template 和 html/template 包依赖 io/fs 包，而 embed.FS 类型实现了 io/fs 包的 FS 接口，因此这 3 个包可以使用 embed.FS。（Go1.16 发布时可能还会增加其他包或修改一些包的内容）

io/fs 包

该包定义了文件系统的基本接口。文件系统既可以由主机操作系统提供，也可以由其他包提供。本文我们主要介绍和 embed 密切相关的内容。
先看 FS 接口：

type FS interface {// Open opens the named file.//// When Open returns an error, it should be of type *PathError// with the Op field set to "open", the Path field set to name,// and the Err field describing the problem.//// Open should reject attempts to open names that do not satisfy// ValidPath(name), returning a *PathError with Err set to// ErrInvalid or ErrNotExist.Open(name string) (File, error)
}

FS 提供对分层文件系统的访问。像操作系统使用的文件系统就是一种分层文件系统。
FS 接口是文件系统所需的最小实现。文件系统可以实现其他接口，比如 fs.ReadFileFS，以提供其他或优化的功能。
File 接口：

type File interface {Stat() (FileInfo, error)Read([]byte) (int, error)Close() error
}

该接口定义对单个文件的访问。这是文件的最小实现要求。文件可以实现其他接口，例如 fs.ReadDirFile，io.ReaderAt 或 io.Seeker，以提供其他或优化的功能。
因为有了 FS、File 等的接口抽象，之前在 os 包中的一些内容移到了 io/fs 包中，比如 fs.FileInfo 接口、fs.FileMode 类型，os 中原有的定义改成了它们的别名。
DirEntry 接口：

type DirEntry interface {// Name returns the name of the file (or subdirectory) described by the entry.// This name is only the final element of the path (the base name), not the entire path.// For example, Name would return "hello.go" not "/home/gopher/hello.go".Name() string// IsDir reports whether the entry describes a directory.IsDir() bool// Type returns the type bits for the entry.// The type bits are a subset of the usual FileMode bits, those returned by the FileMode.Type method.Type() FileMode// Info returns the FileInfo for the file or subdirectory described by the entry.// The returned FileInfo may be from the time of the original directory read// or from the time of the call to Info. If the file has been removed or renamed// since the directory read, Info may return an error satisfying errors.Is(err, ErrNotExist).// If the entry denotes a symbolic link, Info reports the information about the link itself,// not the link's target.Info() (FileInfo, error)
}

DirEntry 是从目录读取的条目（使用 ReadDir 函数或 ReadDirFile 的 ReadDir方法）。比如下面 embed 包中的 embed.FS 有一个方法 ReadDir 就返回了 DirEntry 类型的切片。这样可以遍历 embed.FS 这个文件系统。

embed 包

资源文件嵌入 Go 二进制程序后，我们通过 embed 包可以访问它们。
string 和 []byte
当指令用于 string 或 []byte 时，只能有一个模式，匹配一个文件，字符串或 []byte 的内容是该文件的内容。这时虽然不需要使用 embed 包，但必须导入，因此采用空导入：
import _ “embed”
FS（File System）
一般内嵌单个文件，采用 string 或 []byte 是最好的选择；但内嵌很多文件或目录树，应该使用 embed.FS 类型，这也是该包目前唯一的类型。

type FS struct {// The compiler knows the layout of this struct.// See cmd/compile/internal/gc's initEmbed.//// The files list is sorted by name but not by simple string comparison.// Instead, each file's name takes the form "dir/elem" or "dir/elem/".// The optional trailing slash indicates that the file is itself a directory.// The files list is sorted first by dir (if dir is missing, it is taken to be ".")// and then by base, so this list of files://// p// q/// q/r// q/s/// q/s/t// q/s/u// q/v// w//// is actually sorted as://// p       # dir=.    elem=p// q/      # dir=.    elem=q// w/      # dir=.    elem=w// q/r     # dir=q    elem=r// q/s/    # dir=q    elem=s// q/v     # dir=q    elem=v// q/s/t   # dir=q/s  elem=t// q/s/u   # dir=q/s  elem=u//// This order brings directory contents together in contiguous sections// of the list, allowing a directory read to use binary search to find// the relevant sequence of entries.files *[]file
}

FS 是文件的只读集合，通常使用 //go:embed 指令进行初始化。如果不使用 //go:embed 指令声明 FS，则它是一个空文件系统。
FS 是只读值，因此可以安全地同时使用多个 goroutine，也可以将 FS 类型的值相互赋值。
FS 实现了 fs.FS，因此它可以与任何使用文件系统接口（fs.FS）的包一起使用，包括 net/http，text/template 和 html/template。
此外，FS 还是实现了 fs.ReadDirFS 和 fs.ReadFileFS 这两个接口。
所以，FS 实现了 3 个接口，一共 3 个方法：

func (f FS) Open(name string) (fs.File, error)
func (f FS) ReadDir(name string) ([]fs.DirEntry, error)
func (f FS) ReadFile(name string) ([]byte, error)

关于它们的用法，在上文例子中有所涉及。

04 实际项目使用

本节模拟一个实际项目，看怎么使用 embed，主要两个方面：嵌入静态资源；嵌入模板文件。本节示例代码地址：https://github.com/polaris1119/embed-example，采用 Echo 框架。
因为是演示 embed 的实际用法，因此项目做了尽可能简化，目录结构如下：

.
├── LICENSE
├── README.md
├── cmd
│   └── blog
│       └── main.go
├── embed.go
├── go.mod
├── go.sum
├── static
│   └── css
│       └── style.min.css
└── template└── index.html

做个说明：
因为 go:embed 指令只能从相对源码所在目录的位置引用资源，这里特意采用了 main.go 放在 cmd/blog 中这种方式，看这样如何处理资源嵌入；
static 和 template 目录是需要嵌入的目录；
因为 main.go 和 static/template 不在同一个目录，因此 main.go 中没法直接使用 go:embed 指令。我们在 static 的同级目录下创建一个文件：embed.go，专门用来写该指令。代码如下：

package embedexampleimport ("embed"
)//go:embed static
var StaticAsset embed.FS//go:embed template
var TemplateFS embed.FS

这样，项目中所有其他的地方都可以通过引用该包来使用内嵌的资源。
接着看 main.go 的代码如何使用它的。

package mainimport ("html/template""io""net/http""github.com/labstack/echo/v4""github.com/labstack/echo/v4/middleware""github.com/polaris1119/embedexample"
)func main() {e := echo.New()e.Use(middleware.Recover())e.Use(middleware.Logger())tpl := &Template{templates: template.Must(template.New("index").ParseFS(embedexample.TemplateFS, "template/*.html")),}e.Renderer = tple.GET("/static/*", echo.WrapHandler(http.FileServer(http.FS(embedexample.StaticAsset))))e.GET("/", func(ctx echo.Context) error {return ctx.Render(http.StatusOK, "index.html", nil)})e.Logger.Fatal(e.Start(":2020"))
}type Template struct {templates *template.Template
}func (t *Template) Render(w io.Writer, name string, data interface{}, c echo.Context) error {return t.templates.ExecuteTemplate(w, name, data)
}

模板的引用：

tpl := &Template{templates: template.Must(template.New("index").ParseFS(embedexample.TemplateFS, "template/*.html")),
}

通过 ParseFS 方法来实现，支持 path.Match 格式。
而静态资源这样引用：

e.GET("/static/*", echo.WrapHandler(http.FileServer(http.FS(embedexample.StaticAsset))))

这样，在模板文件 index.html 中就可以访问到样式文件了：

可以将编译后的二进制文件移到任何地方，然后运行，访问 http://localhost:2020 看到如下界面表示成功了。

05 总结

本文通过几个例子快速了解官方内嵌静态资源的用法，然后讲解一些关键的标准库，最后是一个实际项目中使用的例子。
纵观官方的实现，使用起来很方便，通过一个 go:embed 指令，让很多细节都不需要关注。当然，如果你对它的实现感兴趣，可以阅读设计提案和源码。

转载地址：https://mp.weixin.qq.com/s/SiCTV7R2wA_I2nCQkC3GGQ