二、项目构建/基础模块（下）

KisFlow-基于Golang的流式实时计算框架实战 /

首先我们要先定义 KisFlow 的核心结构体，KisFlow 结构体，通过上述的设计理念，我们得知，KisFlow 表示整个一条数据计算流的结构。其中每次数据在一个 Flow 上，依次执行挂载在当前 Flow 的 Function。

2.3.1 KisFunction 家族#

KisFunction 应该是一个链式调用，所以结构体的基本形态应该是一个链表，通过一次 Function 的调用结束后，默认可以调度到下一个 Function 的节点上。在 KisFlow 中，一共有 save，load, calculate, extend, varify 等多种行为的 Funciton，所以这里我们采用上述五种 function 的模板类，方便今后在不同针对不同特征的 function 做更加灵活和功能隔离的拓展和改造。

整体的 KisFunction 的类图设计如下：

2.2.2 抽象层 KisFunction 定义#

在 kis-flow 中创建一个新的目录 function 用来存放 function 的代码。
首先抽象接口编写在 kis/ 目录下。

kis-flow/kis/function.go

package kis

import (
    "context"
    "kis-flow/config"
)

// Function 流式计算基础计算模块，KisFunction是一条流式计算的基本计算逻辑单元，
//                任意个KisFunction可以组合成一个KisFlow
type Function interface {
    // Call 执行流式计算逻辑
    Call(ctx context.Context, flow Flow) error

    // SetConfig 给当前Function实例配置策略
    SetConfig(s *config.KisFuncConfig) error
    // GetConfig 获取当前Function实例配置策略
    GetConfig() *config.KisFuncConfig

    // SetFlow 给当前Function实例设置所依赖的Flow实例
    SetFlow(f Flow) error
    // GetFlow 获取当前Functioin实力所依赖的Flow
    GetFlow() Flow

    // CreateId 给当前Funciton实力生成一个随机的实例KisID
    CreateId()
    // GetId 获取当前Function的FID
    GetId() string
    // GetPrevId 获取当前Function上一个Function节点FID
    GetPrevId() string
    // GetNextId 获取当前Function下一个Function节点FID
    GetNextId() string

    // Next 返回下一层计算流Function，如果当前层为最后一层，则返回nil
    Next() Function
    // Prev 返回上一层计算流Function，如果当前层为最后一层，则返回nil
    Prev() Function
    // SetN 设置下一层Function实例
    SetN(f Function)
    // SetP 设置上一层Function实例
    SetP(f Function)
}

2.2.3 KisId 随机唯一实例 ID#

上述提出了一个新的概念 KisId。 KisID 为 Function 的实例 ID，用于 KisFlow 内部区分不同的实例对象。KisId 和 Function Config 中的 Fid 的区别在于，Fid 用来形容一类 Funcion 策略的 ID，而 KisId 则为在 KisFlow 中 KisFunction 已经实例化的实例对象 ID 这个 ID 是随机生成且唯一。

创建 kis-flow/id/ 目录，且创建 kis_id.go 文件，实现有关 kis_id 生成的算法。

kis-flow/id/kis_id.go

package id

import (
    "github.com/google/uuid"
    "kis-flow/common"
    "strings"
)

// KisID 获取一个中随机实例ID
// 格式为  "prefix1-[prefix2-][prefix3-]ID"
// 如：flow-1234567890
// 如：func-1234567890
// 如: conn-1234567890
// 如: func-1-1234567890
func KisID(prefix ...string) (kisId string) {

    idStr := strings.Replace(uuid.New().String(), "-", "", -1)
    kisId = formatKisID(idStr, prefix...)

    return
}

func formatKisID(idStr string, prefix ...string) string {
    var kisId string

    for _, fix := range prefix {
        kisId += fix
        kisId += common.KisIdJoinChar
    }

    kisId += idStr

    return kisId
}

kisId 模块提供 KisID() 方法，这里面依赖了第三方分布式 ID 生成库 github.com/google/uuid，生成的随机 ID 为一个字符串，且调用者可以提供多个前缀，通过 - 符号进行拼接，得到的随机字符串 ID，如：func-1234567890

针对 KisId 的前缀，提供了一些字符串的枚举，如下：

kis-flow/common/const.go

// KisIdType 用户生成KisId的字符串前缀
const (
    KisIdTypeFlow       = "flow"
    KisIdTypeConnnector = "conn"
    KisIdTypeFunction   = "func"
    KisIdTypeGlobal     = "global"
    KisIdJoinChar       = "-"
)

2.2.4 BaseFunction 基础父类#

按照设计，我们需要提供一个 BaseFunction 作为 Function 的一个子类，实现一些基础的功能接口。留下 Call() 让具体模式的 KisFunctionX 来重写实现，下面来进行对 BaseFunction 结构的定义。
在 kis-flow/function/ 创建 kis_base_funciton.go 文件。

A. 结构定义#

kis-flow/function/kis_base_function.go

package function

import (
    "context"
    "errors"
    "kis-flow/common"
    "kis-flow/config"
    "kis-flow/id"
    "kis-flow/kis"
)

type BaseFunction struct {
    // Id , KisFunction的实例ID，用于KisFlow内部区分不同的实例对象
    Id     string
    Config *config.KisFuncConfig

    // flow
    Flow kis.Flow //上下文环境KisFlow

    // link
    N kis.Function //下一个流计算Function
    P kis.Function //上一个流计算Function
}

B. 方法实现#

kis-flow/function/kis_base_function.go

// Call
// BaseFunction 为空实现，目的为了让其他具体类型的KisFunction，如KisFunction_V 来继承BaseFuncion来重写此方法
func (base *BaseFunction) Call(ctx context.Context, flow kis.Flow) error { return nil }

func (base *BaseFunction) Next() kis.Function {
    return base.N
}

func (base *BaseFunction) Prev() kis.Function {
    return base.P
}

func (base *BaseFunction) SetN(f kis.Function) {
    base.N = f
}

func (base *BaseFunction) SetP(f kis.Function) {
    base.P = f
}

func (base *BaseFunction) SetConfig(s *config.KisFuncConfig) error {
    if s == nil {
        return errors.New("KisFuncConfig is nil")
    }

    base.Config = s

    return nil
}

func (base *BaseFunction) GetId() string {
    return base.Id
}

func (base *BaseFunction) GetPrevId() string {
    if base.P == nil {
        //Function为首结点
        return common.FunctionIdFirstVirtual
    }
    return base.P.GetId()
}

func (base *BaseFunction) GetNextId() string {
    if base.N == nil {
        //Function为尾结点
        return common.FunctionIdLastVirtual
    }
    return base.N.GetId()
}

func (base *BaseFunction) GetConfig() *config.KisFuncConfig {
    return base.Config
}

func (base *BaseFunction) SetFlow(f kis.Flow) error {
    if f == nil {
        return errors.New("KisFlow is nil")
    }
    base.Flow = f
    return nil
}

func (base *BaseFunction) GetFlow() kis.Flow {
    return base.Flow
}

func (base *BaseFunction) CreateId() {
    base.Id = id.KisID(common.KisIdTypeFunction)
}

这里注意 GetPrevId() 和 GetNextId() 两个方法实现，因为如果当前 Functioin 为双向链表中的第一个节点或者最后一个节点，那么他们的上一个或者下一个是没有节点的，那么 ID 也就不存在，为了在使用中不出现得不到 ID 的情况，我们提供了两个虚拟 FID，做特殊情况的边界处理，定义在 const.go 中。

kis-flow/common/const.go

const (
    // FunctionIdFirstVirtual 为首结点Function上一层虚拟的Function ID
    FunctionIdFirstVirtual = "FunctionIdFirstVirtual"
    // FunctionIdLastVirtual 为尾结点Function下一层虚拟的Function ID
    FunctionIdLastVirtual = "FunctionIdLastVirtual"
)

2.2.5 KisFunction 的 V/S/L/C/E 等模式类定义#

下面分别实现 V/S/L/C/E 五种不同模式的 KisFunction 子类。这里分别用创建文件来实现。

A. KisFunctionV#

kis-flow/function/kis_function_v.go

package function

import (
    "context"
    "fmt"
    "kis-flow/kis"
)

type KisFunctionV struct {
    BaseFunction
}

func (f *KisFunctionV) Call(ctx context.Context, flow kis.Flow) error {
    fmt.Printf("KisFunctionV, flow = %+v\n", flow)

    // TODO 调用具体的Function执行方法

    return nil
}

B. KisFunctionS#

kis-flow/function/kis_function_s.go

package function

import (
    "context"
    "fmt"
    "kis-flow/kis"
)

type KisFunctionS struct {
    BaseFunction
}

func (f *KisFunctionS) Call(ctx context.Context, flow kis.Flow) error {
    fmt.Printf("KisFunctionS, flow = %+v\n", flow)

    // TODO 调用具体的Function执行方法

    return nil
}

C. KisFunctionL#

kis-flow/function/kis_function_l.go

package function

import (
    "context"
    "fmt"
    "kis-flow/kis"
)

type KisFunctionL struct {
    BaseFunction
}

func (f *KisFunctionL) Call(ctx context.Context, flow kis.Flow) error {
    fmt.Printf("KisFunctionL, flow = %+v\n", flow)

    // TODO 调用具体的Function执行方法

    return nil
}

D. KisFunctionC#

kis-flow/function/kis_function_c.go

package function

import (
    "context"
    "fmt"
    "kis-flow/kis"
)

type KisFunctionC struct {
    BaseFunction
}

func (f *KisFunctionC) Call(ctx context.Context, flow kis.Flow) error {
    fmt.Printf("KisFunction_C, flow = %+v\n", flow)

    // TODO 调用具体的Function执行方法

    return nil
}

E. KisFunctionE#

kis-flow/function/kis_function_e.go

package function

import (
    "context"
    "fmt"
    "kis-flow/kis"
)

type KisFunctionE struct {
    BaseFunction
}

func (f *KisFunctionE) Call(ctx context.Context, flow kis.Flow) error {
    fmt.Printf("KisFunctionE, flow = %+v\n", flow)

    // TODO 调用具体的Function执行方法

    return nil
}

2.2.6 创建 KisFunction 实例#

下面提供一个创建具体模式 Function 的方法，这里采用简单工厂方法模式来实现创建对象。

kis-flow/function/kis_base_function.go

func (base *BaseFunction) CreateId() {
    base.Id = id.KisID(common.KisIdTypeFunction)
}

// NewKisFunction 创建一个NsFunction
// flow: 当前所属的flow实例
// s : 当前function的配置策略
func NewKisFunction(flow kis.Flow, config *config.KisFuncConfig) kis.Function {
    var f kis.Function

    //工厂生产泛化对象
    switch common.KisMode(config.FMode) {
    case common.V:
        f = new(KisFunctionV)
        break
    case common.S:
        f = new(KisFunctionS)
    case common.L:
        f = new(KisFunctionL)
    case common.C:
        f = new(KisFunctionC)
    case common.E:
        f = new(KisFunctionE)
    default:
        //LOG ERROR
        return nil
    }

    // 生成随机实例唯一ID
    f.CreateId()

    //设置基础信息属性
    if err := f.SetConfig(config); err != nil {
        panic(err)
    }

    if err := f.SetFlow(flow); err != nil {
        panic(err)
    }

    return f
}

注意 NewKisFunction() 方法返回的是一个抽象的 interface Function。

还要注意，目前到这里没有实现 Flow 对象，但是 KisFunciton 的创建需要依赖传递一个 Flow 对象，我们现在可以暂时简单创建一个 Flow 对象的构造方法，之后在实现 Flow 章节再完善这部分的代码。
在 kis-filw/kis/ 中创建 flow.go 文件。

kis-flow/kis/flow.go

package kis

import (
    "context"
    "kis-flow/config"
)

type Flow interface {
   // TODO
}

在 kis-flow/flow/ 下创建 kis_flow.go 文件，实现如下:

kis-flow/flow/kis_flow.go

package flow

import "kis-flow/config"

// KisFlow 用于贯穿整条流式计算的上下文环境
type KisFlow struct {
    Id   string
    Name string
    // TODO
}

// TODO for test
// NewKisFlow 创建一个KisFlow.
func NewKisFlow(conf *config.KisFlowConfig) kis.Flow {
    flow := new(KisFlow)

    // 基础信息
    flow.Id = id.KisID(common.KisIdTypeFlow)
    flow.Name = conf.FlowName

    return flow
}

2.2.7 单元测试 KisFunction 创建实例#

现在来对上述的 KisFunction 实例的创建做一个简单的单元测试，在 kis-flow/test/ 创建 kis_function_test.go 文件。

kis-flow/test/kis_function_test.go

package test

import (
    "context"
    "kis-flow/common"
    "kis-flow/config"
    "kis-flow/flow"
    "kis-flow/function"
    "testing"
)

func TestNewKisFunction(t *testing.T) {
    ctx := context.Background()

    // 1. 创建一个KisFunction配置实例
    source := config.KisSource{
        Name: "公众号抖音商城户订单数据",
        Must: []string{"order_id", "user_id"},
    }

    myFuncConfig1 := config.NewFuncConfig("funcName1", common.C, &source, nil)
    if myFuncConfig1 == nil {
        panic("myFuncConfig1 is nil")
    }

    // 2. 创建一个 KisFlow 配置实例
    myFlowConfig1 := config.NewFlowConfig("flowName1", common.FlowEnable)

    // 3. 创建一个KisFlow对象
    flow1 := flow.NewKisFlow(myFlowConfig1)

    // 4. 创建一个KisFunction对象
    func1 := function.NewKisFunction(flow1, myFuncConfig1)

    if err := func1.Call(ctx, flow1); err != nil {
        t.Errorf("func1.Call() error = %v", err)
    }
}

流程很简单，分为四个小步骤：

创建一个 KisFunction 配置实例
创建一个 KisFlow 配置实例
创建一个 KisFlow 对象
创建一个 KisFunction 对象

cd 到 kis-flow/test/ 目录下执行：

go test -test.v -test.paniconexit0 -test.run TestNewKisFunction

结果如下：

=== RUN   TestNewKisFunction
KisFunctionC, flow = &{Id:flow-866de5abc8134fc9bb8e5248a3ce7137 Name:flowName1 Conf:0xc00014e780 Funcs:map[] FlowHead:<nil> FlowTail:<nil> flock:{w:{state:0 sema:0} writerSem:0 readerSem:0 readerCount:0 readerWait:0} ThisFunction:<nil> ThisFunctionId: PrevFunctionId: funcParams:map[] fplock:{w:{state:0 sema:0} writerSem:0 readerSem:0 readerCount:0 readerWait:0}}

--- PASS: TestNewKisFunction (0.00s)
PASS
ok      kis-flow/test   1.005s

我们已经调用到了具体的 KisFunciton_C 实例的 Call() 方法。

2.5 【V0.1】源代码#

github.com/aceld/kis-flow/releases...

作者：刘丹冰 Aceld github: github.com/aceld

KisFlow 开源项目地址：github.com/aceld/kis-flow

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二、项目构建/基础模块（下）

2.3.1 KisFunction 家族#

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2.2.3 KisId 随机唯一实例 ID#

2.2.4 BaseFunction 基础父类#

A. 结构定义#

B. 方法实现#

2.2.5 KisFunction 的 V/S/L/C/E 等模式类定义#

A. KisFunctionV#

B. KisFunctionS#

C. KisFunctionL#

D. KisFunctionC#

E. KisFunctionE#

2.2.6 创建 KisFunction 实例#

2.2.7 单元测试 KisFunction 创建实例#

2.5 【V0.1】源代码#

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