一个活跃在众多 Go 项目中的编程模式

今天我们介绍一个在 Go 语言中非常流行的编程模式：函数式选项模式（Functional Options）。该模式解决的问题是，如何更动态灵活地为对象配置参数。可能读者不太明白该痛点，不急，我们将在下文详细详解。

问题

假设我们在代码中定义了一个用户的结构体对象 User，它拥有以下属性。

type User struct {
 ID      string    // 必需项
 Name    string    // 必需项
 Age     int       // 非必需项
 Gender  bool      // 非必需项
}

初始化该对象时，最简单的方式是直接填充属性值，例如

u := &User{ID: "12glkui234d", Name: "菜刀", Age: 18, Gender: true}

但是这里存在一个问题：User 对象中的属性并不一定都是可导出的，例如 User 有一个属性字段为 password（首字母小写，非导出），如果在其他模块中需要构造 User 对象，这样就不能填充该 password 字段了。

所以我们需要定义构造 User 对象的函数，首先能想到最简单的构造函数方式如下。

func NewUser(id, name string, age int, gender bool) *User {
 return &User{
  ID:     id,
  Name:   name,
  Age:    age,
  Gender: gender,
 }
}

但是这样也存在一些问题：对于 User 对象而言，只有 ID、Name 属性是必须的，Age 与 Gender 为非必需项，且并不能设置默认值，例如 Age 的默认值为 0，Gender 的默认值是 false ，这显然不太合理。

面对该问题，我们可以采用的解决方案有哪些呢？

方案一：多函数构造

我们能想到最粗暴地解决方法是：为每种参数情况设置一种构造函数。如下代码所示

func NewUser(id, name string) *User {
 return &User{ID: id, Name: name}
}

func NewUserWithAge(id, name string, age int) *User {
 return &User{ID: id, Name: name, Age: age}
}

func NewUserWithGender(id, name string, gender bool) *User {
 return &User{ID: id, Name: name, Gender: gender}
}

func NewUserWithAgeGender(id, name string, age int, gender bool) *User {
 return &User{ID: id, Name: name, Age: age, Gender: gender}
}

这种方式适合参数较少且不易发生变化的情况。该方式在 Go 标准库中也有使用，例如 net 包中的 Dial 和 DialTimeout 方法。

func Dial(network, address string) (Conn, error) {}
func DialTimeout(network, address string, timeout time.Duration) (Conn, error) {}

但该方式的缺陷也很明显：试想，如果构造对象 User 增加了参数字段 Phone，那么我们需要新增多少个组合函数？

方案二：配置化

另外一种常见的方式是配置化，我们将所有可选的参数放入一个 Config 的配置结构体中。

type User struct {
 ID   string
 Name string
 Cfg  *Config
}

type Config struct {
 Age    int
 Gender bool
}

func NewUser(id, name string, cfg *Config) *User {
 return &User{ID: id, Name: name, Cfg: cfg}
}

这样，我们只需要一个 NewUser() 函数，不管之后增加多少配置选项，NewUser 函数都不会得到破坏。

但是，这种方式，我们需要先构造 Config 对象，这时候对 Config 的构造又回到了方案一中存在的问题。

方案三：函数式选项模式

面对这样的问题，我们还可以选择函数式选项模式。

首先，我们定义一个 Option 函数类型

type Option func(*User)

然后，为每个属性值定义一个返回 Option 函数的函数

func WithAge(age int) Option {
 return func(u *User) {
  u.Age = age
 }
}

func WithGender(gender bool) Option {
 return func(u *User) {
  u.Gender = gender
 }
}

此时，我们将 User 对象的构造函数改为如下所示

func NewUser(id, name string, options ...Option) *User {
 u := &User{ID: id, Name: name}
 for _, option := range options {
  option(u)
 }
 return u
}

按照这种构造方式，我们就可以这样配置 User 对象了

u := NewUser("12glkui234d", "菜刀", WithAge(18), WithGender(true))

以后不管 User 增加任何参数 XXX，我们只需要增加对应的 WithXXX 函数即可，是不是非常地优雅？

Functional Options 这种编程模式，我们经常能在各种项目中找到它的身影。例如，我在 tidb 项目中仅使用 opts ... 关键字搜索，就能看到这么多使用了 Functional Options 的代码（截图还未包括全部）。

总结

函数式选项模式解决了如何动态灵活地为对象配置参数的问题， 但是需要在合适的场景才使用它。

当对象的配置参数复杂，例如可选参数多、非导入字段、参数可能随版本增加等情况，这时函数式选项模式就可以很好地帮助到我们。