
搞事情系列文章主要是为了继续延续自己的 “ T ” 字形战略所做,同时也代表着毕设相关内容的学习总结。本文是
Vapor部分的第一篇,主要记录了第一次上手Swift最火的服务端框架Vapor所遇到的问题、思考和总结。
从 SwiftNIO 开源后,之前对 Swift Server Side 完全不关心的我再也按耐不住了!尤其是还看到了这篇文章,我相信这个文章肯定大部分同学都浏览过,看完后我也十分的激动,难道使用 Swift 统一前后端开发的日子就要到了吗?直到最近在毕设的“压迫”下,我才认认真真的学习使用 Swift 开发服务端。目前在 github 上 star 最多的是 Vapor,其次是 Perfect。
为什么选择 Vapor?
2018 @Swift 大会上虾神对 Swift Serve Side 做了一个 lightning talk,对 Vapor 十分赞扬;Vapor 关注度也更高一些;Vapor 在语法和相关 API 的设计上会更加 Swifty 一些;Swift Sever Side 框架中它的 star 是最多。但是,在刚开始时估计是学校的网太破了,导致生成 Xcode 模版文件时真的是巨慢!!!有一次等了二十分钟,还失败了!中途切回了 Perfect,然后 Perfect 同样也有一些其它问题,又换回来。
vapor详见官网。
Hello, world!vapor new yourProjectName。创建模版工程,当然可以加上 --template=api 来创建提供对应服务的模版工程,但我测试了一下好像跟其它模版工程没什么区别。vapor xcode。创建 Xcode 工程,特别特别慢,而且会有一定几率失败。(估计是学校的网太破Vapor 默认是 SQLite 的内存数据库。我原本想看看 Vapor 自带的 SQLite 数据库中的表,但没翻着,最后想了一下,这是内存数据库啊,也就是说,每次 Run 数据都会被清空。可以从 config.swift 中看出:
// ... let sqlite = try SQLiteDatabase(storage: .memory) // ... 在 Vapor 文档中写了推荐使用 Fluent ORM 框架进行数据库表结构的管理,刚开始我并不了解关于 Fluent 的任何内容,可以查看模版文件中的 Todo.swift:
import FluentSQLite import Vapor final class Todo: SQLiteModel { /// 唯一标识符 var id: Int? var title: String init(id: Int? = nil, title: String) { self.id = id self.title = title } } /// 实现数据库操作。如增加表字段,更新表结构 extension Todo: Migration { } /// 允许从 HTTP 消息中编解码出对应数据 extension Todo: Content { } /// 允许使用动态的使用在路由中定义的参数 extension Todo: Parameter { } 从模版文件中的 Model 可以看出来创建一张表结构相当于是描述一个类,之前有使用过 Django 的经验,看到 Vapor 的这种 ORM 这么 Swifty 确实眼前一亮。Vapor 同样可以遵循 MVC 设计模式进行构建,在生成的模版文件中也确实是基于 MVC 去做的。
如果我们只使用 Vapor 做 API 服务,可以不用管 V 层,在 Vapor 的“视图”部分,使用的 Leaf 库做的渲染,具体细节因为没学习过不做展开。
而对于 C 来说,整体的思路跟以往写 App 时的思路大致相当,在 C 层中处理好数据和视图的关系,只不过此处只需要处理数据和数据之间的关系就好了。
import Vapor /// Controls basic CRUD operations on `Todo`s. final class TodoController { /// Returns a list of all `Todo`s. func index(_ req: Request) throws -> Future<[Todo]> { return Todo.query(on: req).all() } /// Saves a decoded `Todo` to the database. func create(_ req: Request) throws -> Future<Todo> { return try req.content.decode(Todo.self).flatMap { todo in return todo.save(on: req) } } /// Deletes a parameterized `Todo`. func delete(_ req: Request) throws -> Future<HTTPStatus> { return try req.parameters.next(Todo.self).flatMap { todo in return todo.delete(on: req) }.transform(to: .ok) } } 从以上模版文件中生成的 TodoController 可以看出,大量结合了 Future 异步特性,初次接触会有点懵,有同学推荐结合 PromiseKit 其实会更香。
SQLite 到 MySQL为什么要换,原因很简单,不是 SQLite 不好,仅仅只是因为没用过而已。这部分 Vapor 官方文档讲的不够系统,虽然都点到了但是过于分散,而且感觉 Vapor 的文档是不是跟 Apple 学了一套,细节都不展开,遇到一些字段问题得亲自写下代码,然后看实现和注释,不写之前很难知道在描述什么。
Package.swift在 Package.swift 中写下对应库依赖,
import PackageDescription let package = Package( name: "Unicorn-Server", products: [ .library(name: "Unicorn-Server", targets: ["App"]), ], dependencies: [ .package(url: "https://github.com/vapor/vapor.git", from: "3.0.0"), // here .package(url: "https://github.com/vapor/fluent-mysql.git", from: "3.0.0"), ], targets: [ .target(name: "App", dependencies: [ "Vapor", "FluentMySQL" ]), .target(name: "Run", dependencies: ["App"]), .testTarget(name: "AppTests", dependencies: ["App"]) ] ) 触发更新
vapor xcode Vapor 搞了我几次,更新依赖的时候特别慢,而且还更新失败,导致我现在每次更新时都要去确认一遍依赖是否更新成功。
更新成功后,我们就可以根据之前生成的模版文件 Todo.swift 的样式改成 MySQL 版本的 ORM:
import FluentMySQL import Vapor /// A simple user. final class User: MySQLModel { /// The unique identifier for this user. var id: Int? /// The user's full name. var name: String /// The user's current age in years. var age: Int /// Creates a new user. init(id: Int? = nil, name: String, age: Int) { self.id = id self.name = name self.age = age } } /// Allows `User` to be used as a dynamic migration. extension User: Migration { } /// Allows `User` to be encoded to and decoded from HTTP messages. extension User: Content { } /// Allows `User` to be used as a dynamic parameter in route definitions. extension User: Parameter { } 以上是我新建的 User Model,换成 Todo Model 也是一样的。改动的地方只有两个,import FluentMySQL 和继承自 MySQLModel。这点还算不错,通过 Fluent 抹平了各种数据库的使用,不管你底层是什么数据库,都只需要导入然后切换继承即可。
config.swiftimport FluentMySQL import Vapor /// 应用初始化完会被调用 public func configure(_ config: inout Config, _ env: inout Environment, _ services: inout Services) throws { // === mysql === // 首先注册数据库 try services.register(FluentMySQLProvider()) // 注册路由到路由器中进行管理 let router = EngineRouter.default() try routes(router) services.register(router, as: Router.self) // 注册中间件 // 创建一个中间件配置文件 var middlewares = MiddlewareConfig() // 错误中间件。捕获错误并转化到 HTTP 返回体中 middlewares.use(ErrorMiddleware.self) services.register(middlewares) // === mysql === // 配置 MySQL 数据库 let mysql = MySQLDatabase(config: MySQLDatabaseConfig(hostname: "", port: 3306, username: "", password: "", database: "", capabilities: .default, characterSet: .utf8mb4_unicode_ci, transport: .unverifiedTLS)) // 注册 SQLite 数据库配置文件到数据库配置中心 var databases = DatabasesConfig() // === mysql === databases.add(database: mysql, as: .mysql) services.register(databases) // 配置迁移文件。相当于注册表 var migratiOns= MigrationConfig() // === mysql === migrations.add(model: User.self, database: .mysql) services.register(migrations) } 注意 MySQLDatabaseConfig 的配置信息。如果我们的 MySQL 版本在 8 以上,目前只能选择 unverifiedTLS 进行验证连接 MySQL 容器时使用的安全连接选项,也即 transport 字段。在代码中用 // === mysql === 进行标记的代码块是跟模版文件中使用 SQLite 所不同的地方。
运行工程,进入 MySQL 进行查看。
mysql> show tables; +----------------------+ | Tables_in_unicorn_db | +----------------------+ | fluent | | Sticker | | User | +----------------------+ 3 rows in set (0.01 sec) mysql> desc User; +-------+--------------+------+-----+---------+----------------+ | Field | Type | Null | Key | Default | Extra | +-------+--------------+------+-----+---------+----------------+ | id | bigint(20) | NO | PRI | NULL | auto_increment | | name | varchar(255) | NO | | NULL | | | age | bigint(20) | NO | | NULL | | +-------+--------------+------+-----+---------+----------------+ 3 rows in set (0.01 sec) Vapor 不像 Django 那般在生成的表加上前缀,而是你 ORM 类名是什么,最终生成的表名就是什么,这点很喜欢!
Vapor 同样也没有像 Django 那么强大的工作流,很多人都说 Perfect 像 Django,我自己的认为 Vapor 像 Flask。
对 Vapor 修改表字段,不仅仅只是修改 Model 属性这么简单,同样也不像 Django 中修改完后,执行 python manage.py makemigrations 和 python manage.py migrate 就结束了,我们需要自己创建迁移文件,自己写清楚此次表结构到底发生了什么改变。
在泊学的这篇文章中推荐在 App 目录下创建一个 Migrations group,方便操作。但我思考了一下,这么做势必会造成 Model 和对应的迁移文件割裂,然后在另外一个上级文件夹中又要对不同迁移文件所属的 Model 做切分,这很显然是有一些问题的。最后,我脑子冒出了一个非常可怕的想法:“Django 是一个非常强大、架构非常良好的框架!”。
最后我的目录是这样的:
Models └── User ├── Migrations │ ├── 19-04-30-AddUserCreatedTime.swift │ └── 19-04-30-DeleteUserNickname.swift ├── UserController.swift └── User.swift 这是 Django 中的一个 app 文件树:
user_avatar ├── __init__.py ├── admin.py ├── apps.py ├── migrations │ ├── 0001_initial.py │ ├── 0002_auto_20190303_2154.py │ ├── 0002_auto_20190303_2209.py │ ├── 0003_auto_20190303_2154.py │ ├── 0003_auto_20190322_1638.py │ ├── 0004_merge_20190408_2131.py │ └── __init__.py ├── models.py ├── tests.py ├── urls.py └── views.py 已经删除掉了一些非重要信息。可以看到,Django 的 app 文件夹结构非常好!注意看 migrations 文件夹下的迁移文件命名。如果开发能力不错的话,我们是可以做到与业务无关的 app 发布供他人直接导入到工程中。
不过关于工程文件的管理,这是一个智者见智的事情啦~对于我个人来说,我反而更加喜欢 Vapor/Flask 一系,因为需要什么再加什么,整个设计模式也可以按照自己的喜好来做。
给 User Model 添加一个 createdTime 字段。
import FluentMySQL struct AddUserCreatedTime: MySQLMigration { static func prepare(on conn: MySQLConnection) -> EventLoopFuture<Void> { return MySQLDatabase.update(User.self, on: conn, closure: { $0.field(for: \User.fluentCreatedAt) }) } static func revert(on conn: MySQLConnection) -> EventLoopFuture<Void> { // 直接返回 return conn.future() } } 使用 Swift 开发服务端很容易受到使用 Swift 做其它开发的影响。刚开始时我确实认为在 Model 中把需要删除的字段删除就好了,然而运行工程后去查数据库发现并不是这么一回事。
首先,我们需要先创建一个文件来写 Model 的迁移代码,但这不是必须的,你可以把该 Model 后续需要进行表字段的 CURD 都写在同一个文件中,因为每一个迁移都是一个 struct。我的做法是像上文所说,对每一个迁移都做新文件,并且每一个迁移文件都写上“时间”和“做了什么”。
在 prepare 方法中调用 DatabaseKit 的 create 方法,Fluent 支持大部分数据库,且都基于 DatabaseKit 对支持的这些大部分数据库做了二次封装。
通过 Fluent 对表删除一个字段,需要在增加表字段时就要做好,否则需要重新写一个迁移文件,例如,我们可以把上文代码中的 revert 方法改为:
static func revert(on conn: MySQLConnection) -> EventLoopFuture<Void> { return MySQLDatabase.update(User.self, on: conn, closure: { $0.deleteField(for: \User.fluentCreatedAt) }) } 如果此时我们直接运行工程,是不会有任何效果的,因为直接运行工程并不会触发 revert 方法,我们需要激活 Vapor 两个命令,在 config.swift 中:
var commands = CommandConfig.default() commands.useFluentCommands() services.register(commands) 接着,在终端中输入:vapor build && vapor run revert 即可撤销上一次新增的字段。使用 vapor build && vapor run revert -all 可以撤销全部生成的表。
问题来了!当我的 revert 方法中写明当撤销迁移时,把表进行删除,一切正常。
return MySQLDatabase.delete(User.self, on: conn) 但如果我要执行当撤销迁移时,把表中 fluentCreatedAt 字段删除时,失败!!!搞了 N 久也没有成功,几乎翻遍了网上所有内容,也没法解决,几乎都是这么写然后执行撤回迁移命令就生效了。后边再看吧。
暂留。
在 Vapor 中有两种对用户鉴权的方式。一为适用 API 服务的 Stateless 方式,二为适用于 Web 的 Sessions,
// swift-tools-version:4.0 import PackageDescription let package = Package( name: "Unicorn-Server", products: [ .library(name: "Unicorn-Server", targets: ["App"]), ], dependencies: [ .package(url: "https://github.com/vapor/vapor.git", from: "3.0.0"), .package(url: "https://github.com/SwiftyJSON/SwiftyJSON.git", from: "4.0.0"), .package(url: "https://github.com/vapor/fluent-mysql.git", from: "3.0.0"), // 添加 auth .package(url: "https://github.com/vapor/auth.git", from: "2.0.0"), ], targets: [ .target(name: "App", dependencies: [ "Vapor", "SwiftyJSON", "FluentMySQL", // 添加 auth "Authentication" ]), .target(name: "Run", dependencies: ["App"]), .testTarget(name: "AppTests", dependencies: ["App"]) ] ) 执行 vapor xcode 拉取依赖并重新生成 Xcode 工程。
在 config.swift 中增加:
public func configure(_ config: inout Config, _ env: inout Environment, _ services: inout Services) throws { // ... try services.register(AuthenticationProvider()) // ... } 简单来说,该方式就是验证密码。我们需要维护一个做 Basic Authorization 方式进行鉴权的 Path 集合。请求属于该集合中的 Path 时,都需要把用户名和密码用 : 进行连接成新的字符串,且做 base64 加密,例如,username 为 pjhubs,password 为 pjhubs123,则,拼接后的结果为 pjhubs:pjhubs123,加密完的结果为 cGpodWJzOnBqaHViczEyMw==。按照如下格式添加到每次发起 HTTP 请求的 header 中:
Authorization: Basic cGpodWJzOnBqaHViczEyMw== 当用户登录成功后,我们应该返回一个完整的 token 用于标识该用户已经在我们系统中登录且验证成功,并让该 token 和用户进行关联。使用 Bearer Authorization 方式进行权限验证,我们需要自行生成 token,可以使用任何方法进行生成,Vapor 官方并没有提供对应的生成工具,只要能够保持全局唯一即可。每次进行 HTTP 请求时,把 token 按照如下格式直接添加到 HTTP request 中,假设此次请求的 token 为 pxoGJUtBVn7MXWoajWH+iw==,则完整的 HTTP header 为:
Authorization: Bearer pxoGJUtBVn7MXWoajWH+iw== Token Modelimport Foundation import Vapor import FluentMySQL import Authentication final class Token: MySQLModel { var id: Int? var userId: User.ID var token: String var fluentCreatedAt: Date? init(token: String, userId: User.ID) { self.token = token self.userId = userId } } extension Token { var user: Parent<Token, User> { return parent(\.userId) } } // 实现 `BearerAuthentcatable` 协议,并返回绑定的 `tokenKey` 以告知使用 `Token` Model 的哪个属性作为真正的 `token` extension Token: BearerAuthenticatable { static var tokenKey: WritableKeyPath<Token, String> { return \Token.token } } extension Token: Migration { } extension Token: Content { } extension Token: Parameter { } // 实现 `Authentication.Token` 协议,使 `Token` 成为 `Authentication.Token` extension Token: Authentication.Token { // 指定协议中的 `UserType` 为自定义的 `User` typealias UserType = User // 置顶协议中的 `UserIDType` 为自定义的 `User.ID` typealias UserIDType = User.ID // `token` 与 `user` 进行绑定 static var userIDKey: WritableKeyPath<Token, User.ID> { return \Token.userId } } extension Token { /// `token` 生成 static func generate(for user: User) throws -> Token { let random = try CryptoRandom().generateData(count: 16) return try Token(token: random.base64EncodedString(), userId: user.requireID()) } } 在 config.swift 中写下 Token 的配置信息。
migrations.add(model: Token.self, database: .mysql) User Model让 User 和 Token 进行关联。
import Vapor import FluentMySQL import Authentication final class User: MySQLModel { var id: Int? var phoneNumber: String var nickname: String var password: String init(id: Int? = nil, phoneNumber: String, password: String, nickname: String) { self.id = id self.nickname = nickname self.password = password self.phOneNumber= phoneNumber } } extension User: Migration { } extension User: Content { } extension User: Parameter { } // 实现 `TokenAuthenticatable`。当 `User` 中的方法需要进行 `token` 验证时,需要关联哪个 Model extension User: TokenAuthenticatable { typealias TokenType = Token } extension User { func toPublic() -> User.Public { return User.Public(id: self.id!, nickname: self.nickname) } } extension User { /// User 对外输出信息,因为并不想把整个 `User` 实体的所有属性都暴露出去 struct Public: Content { let id: Int let nickname: String } } extension Future where T: User { func toPublic() -> Future<User.Public> { return map(to: User.Public.self) { (user) in return user.toPublic() } } } 使用 Basic Authorization 方式做用户鉴权后,我们就可以把需要使用鉴权的方法和非鉴权的方法按照如下方式在 UserController.swift 文件分开进行路由,如果这个文件你没有,需要新建一个。
import Vapor import Authentication final class UserController: RouteCollection { // 重载 `boot` 方法,在控制器中定义路由 func boot(router: Router) throws { let userRouter = router.grouped("api", "user") // 正常路由 let userCOntroller= UserController() router.post("register", use: userController.register) router.post("login", use: userController.login) // `tokenAuthMiddleware` 该中间件能够自行寻找当前 `HTTP header` 的 `Authorization` 字段中的值,并取出与该 `token` 对应的 `user`,并把结果缓存到请求缓存中供后续其它方法使用 // 需要进行 `token` 鉴权的路由 let tokenAuthenticatiOnMiddleware= User.tokenAuthMiddleware() let authedRoutes = userRouter.grouped(tokenAuthenticationMiddleware) authedRoutes.get("profile", use: userController.profile) authedRoutes.get("logout", use: userController.logout) authedRoutes.get("", use: userController.all) authedRoutes.get("delete", use: userController.delete) authedRoutes.get("update", use: userController.update) } func logout(_ req: Request) throws -> Future<HTTPResponse> { let user = try req.requireAuthenticated(User.self) return try Token .query(on: req) .filter(\Token.userId, .equal, user.requireID()) .delete() .transform(to: HTTPResponse(status: .ok)) } func profile(_ req: Request) throws -> Future<User.Public> { let user = try req.requireAuthenticated(User.self) return req.future(user.toPublic()) } func all(_ req: Request) throws -> Future<[User.Public]> { return User.query(on: req).decode(data: User.Public.self).all() } func register(_ req: Request) throws -> Future<User.Public> { return try req.content.decode(User.self).flatMap({ return $0.save(on: req).toPublic() }) } func delete(_ req: Request) throws -> Future<HTTPStatus> { return try req.parameters.next(User.self).flatMap { todo in return todo.delete(on: req) }.transform(to: .ok) } func update(_ req: Request) throws -> Future<User.Public> { return try flatMap(to: User.Public.self, req.parameters.next(User.self), req.content.decode(User.self)) { (user, updatedUser) in user.nickname = updatedUser.nickname user.password = updatedUser.password return user.save(on: req).toPublic() } } } 需要注意的是,如果某个路由方法需要从 token 关联的用户取信息才需要 let user = try req.requireAuthenticated(User.self) 这行代码取用户,否则如果我们仅仅只是需要对某个路由方法进行鉴权,只需要加入到 tokenAuthenticationMiddleware 的路由组中即可。
并且, 我们不需要传入当前登录用户有关的任何信息,仅仅只需要一个 token 即可。
config.swift最后,把我们实现了 RouteCollection 协议的 userController 加入到 config.swift 中进行路由注册即可。
import Vapor public func routes(_ router: Router) throws { // 用户路由 let usersCOntroller= UserController() try router.register(collection: usersController) } 感觉当一些设计模式的 tips 杂糅在一起后,就特别像 Django。但是和 Django 又有很大的不同,在一些细节上 Vapor 处理的不够好,看得云里雾里的,文档不够简单明了,或许,老外都这样?
在这次的学习当中,心中冒出了很多次“为什么我要用这个破东西?”,但每次冒出这个想法时,最后都忍住了,因为这可是 Swift 啊!
github 地址:Unicorn-Server