如何将我的服务开放给用户：构建 API 接口和用户认证的实践 ｜ 青训营

0. 前情提要

在学习完 Gin 和 Gorm 之后，我们逐步完成了后端部分的代码，而对于前后端分离开发模式下，后端工程师需要通过查询前端提供的接口文档，参与共同定义接口（分为四部分：方法、uri、请求参数、返回参数），并根据这个接口进行后端代码的实现。因此学习如何构建API接口对于项目的开发尤为重要。

1. 构建API接口

1.1. 构建基础API接口

首先，我们必须创建一个非常简单的服务器来处理HTTP请求。

为此，我们创建一个名为 main.go 的新文件。 在这个 main.go 文件中，我们将要定义3个不同的函数。

• page函数，是一个处理HTTP请求的处理程序。它接受两个参数：w 是一个 http.ResponseWriter，用于向客户端发送响应，r 是一个 http.Request，包含了客户端发送的请求信息。
• router函数，它设置了路由和启动HTTP服务器。
• main函数，它则用于启动API

    package main
    ​
    import (
        "fmt"
        "log"
        "net/http"
    )
    ​
    func page(w http.ResponseWriter, r *http.Request){
        fmt.Fprintf(w, "Hello!")
    }
    ​
    func router() {
        http.HandleFunc("/", page)
        log.Fatal(http.ListenAndServe(":8090", nil))
    }
    ​
    func main() {
        router()
    }

在写好后我们点击运行，浏览器打开http://localhost:8090/，就可以看到 Hello! ，说明我们现在已经成功创建了一个基础的API。

1.2. RESTful API

RESTful API（Representational State Transferful Application Programming Interface）是一种设计和构建网络应用程序的架构风格，用于处理资源的访问和操作。它遵循一组约定和规则，使得客户端和服务器之间的通信变得简单、灵活和可伸缩。

以下是RESTful API的主要特点和概念：

1. 资源（Resources）： 在RESTful API中，所有数据都被视为资源。每个资源都有一个唯一的标识符（通常是URL），通过这个标识符来访问和操作资源。

2. HTTP方法（HTTP Methods）： RESTful API使用HTTP方法来表示对资源的不同操作。常用的HTTP方法包括：

   • GET：获取资源的信息。
   • POST：创建新资源。
   • PUT：更新现有资源。
   • DELETE：删除资源。

3. 状态无关性（Stateless）： RESTful API的通信是无状态的，每个请求都是独立的。服务器不会存储客户端的状态，所有必要的信息都包含在请求中。

4. 统一接口（Uniform Interface）： RESTful API采用一组统一的接口约定，包括使用统一的资源标识符（URL）来访问资源，使用标准的HTTP方法来操作资源，以及通过HTTP状态码来传达请求的结果。

5. 资源的表示（Representation）： 客户端可以通过不同的表示形式（如JSON、XML等）获取资源的信息。服务器将资源的状态以适当的表示形式返回给客户端。

6. 超媒体驱动（HATEOAS）： 这是RESTful API的一个特点，它允许服务器在响应中提供相关资源的链接，从而允许客户端动态地探索和访问其他相关资源。

7. 缓存支持： RESTful API支持HTTP的缓存机制，以提高性能和降低服务器负载。

RESTful API的设计和使用遵循一些最佳实践，例如：

• 使用有意义的URL，用于表示资源的层次结构和关系。
• 使用适当的HTTP状态码来表示请求的结果，如成功、错误等。
• 使用合适的HTTP头部来传递元数据，如身份验证信息、内容类型等。

通过遵循这些原则，RESTful API可以提供灵活、可扩展和易于理解的接口，使客户端和服务器之间的通信变得更加简单和高效。

1.3. 使用Gin优化接口

Gin 是一个基于 Go 语言的轻量级 Web 框架，专注于高性能的路由和中间件支持。

而第一步便是我们的安装操作，我们可以使用 Go 的包管理工具 go get 进行安装。然后在项目中引入 Gin 包。

go get -u github.com/gin-gonic/gin

安装完成后，我们就可以很容易地创建路由和处理程序函数。路由是将 URL 路径映射到处理程序函数的方式。

package main
​
import (
    "github.com/gin-gonic/gin"
)
​
func main() {
    router := gin.Default()
​
    router.GET("/hello", func(c *gin.Context) {
        c.JSON(200, gin.H{
            "message": "Hello, World!",
        })
    })
​
    router.Run(":8090")
}

同时 Gin 还提供了中间件的支持，您可以在请求处理前后执行某些操作，如日志记录、身份验证等。

func LoggerMiddleware() gin.HandlerFunc {
    return func(c *gin.Context) {
        // 执行前置操作
        log.Println("Request received")
​
        // 继续处理请求
        c.Next()
​
        // 执行后置操作
        log.Println("Request handled")
    }
}
​
func main() {
    router := gin.Default()
    router.Use(LoggerMiddleware())
​
    router.GET("/hello", func(c *gin.Context) {
        c.JSON(200, gin.H{
            "message": "Hello, World!",
        })
    })
​
    router.Run(":8090")
}

2. 用户认证

2.1. 什么是用户认证

用户认证是确认用户身份的过程，确保只有合法用户可以访问你的服务。在API开放给公众使用时，用户认证尤为重要，防止未经授权的访问和滥用。

2.2. 常见的用户认证方式

• 基本认证：用户通过在请求头中提供用户名和密码进行认证。但是这种方式不够安全，因为密码是明文传输的，容易被截获。
• Bearer令牌认证：用户在请求头中使用令牌来认证。令牌通常是由服务器签发的加密字符串，比较安全，不需要传输密码。
• OAuth认证：OAuth是一个用于授权的开放标准，允许用户授权第三方应用访问他们的资源。这是常见的社交媒体登录方式。

在Go语言中，我们一般使用 jwt-go 包来处理JWT令牌。

2.3. JWT

JWT（JSON Web Token） 是一种用于安全地在不同实体之间传递信息的开放标准。它通常用于身份验证和授权，以及在应用程序之间安全地传输声明（claims）。JWT是一种紧凑且自包含的格式，以JSON格式表示，可以通过网络传输，并且在受信任的实体之间进行验证。

一个 JWT 通常由三个部分组成，通过点号 . 分隔：

• Header（头部） ：包含了令牌的类型（通常是 "JWT"）和使用的加密算法，例如 HMAC SHA256 或 RSA。
• Payload（负载） ：包含了一些声明（claims），如令牌的主题（subject）、到期时间（expiration time）、发布者（issuer）等。这些信息是关于令牌的附加信息。
• Signature（签名） ：使用头部和负载以及一个密钥（secret）来创建，以确保令牌没有被篡改。

下面的代码中，我们实现了一个简单的JWT令牌认证中间件，用户在请求头中提供JWT令牌进行认证。

package main
​
import (
    "fmt"
    "net/http"
    "github.com/gorilla/mux"
    "github.com/dgrijalva/jwt-go"
)
​
func authMiddleware(next http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
    return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        tokenString := r.Header.Get("Authorization")
        if tokenString == "" {
            http.Error(w, "未提供令牌", http.StatusUnauthorized)
            return
        }
​
        token, err := jwt.Parse(tokenString, func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
            return []byte("your-secret-key"), nil
        })
​
        if err != nil || !token.Valid {
            http.Error(w, "令牌无效", http.StatusUnauthorized)
            return
        }
​
        next(w, r)
    }
}
​
func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintf(w, "Hello, authenticated Gophers!")
}
​
func main() {
    r := mux.NewRouter()
​
    r.HandleFunc("/hello", authMiddleware(helloHandler))
    http.Handle("/", r)
​
    http.ListenAndServe(":8090", nil)
}

3. 总结

通过构建API接口和用户认证，服务将变得更加强大和灵活，并且得到更多用户的喜爱和信赖。

同时提供清晰明了的API文档，也可以方便用户更好地理解和使用自己的服务。

文章中只是简单介绍了相关知识，可能还有欠缺，还请多多包涵。