【从零单排Golang】第八话：通过cache缓存模块示范interface该怎么用

和许多面向对象的编程语言一样，Golang也存在interface接口这样的概念。interface相当于是一个中间层，下游只需要关心interface实现了什么行为，利用这些行为做些业务级别事情，而上游则负责实现interface，把这些行为具象化。本文就来通过一个简单的缓存cache模块的实现，来示范一下Golang的interface该怎么用。

首先，从业务service角度而言，一个cache模块可能需要以下几种方法：

• 获取缓存中的某个值
• 缓存数据，加缓存时效
• 删除缓存内容

那么这些个方法，就可以用一类叫Cache的interface来表示：

type Cache interface {
    Get(key string) (interface{}, bool)
    Set(key string, value interface{})
    SetExpire(key string, value interface{}, expire time.Duration)
    Delete(key string)
}

其中，Get方法返回一个interface{}的value，以及是否存在的bool标识；Set跟SetExpire表示无时限跟有时限的缓存行为；Delete表示删除缓存内容。整块Cache的接口定义也非常明显。

这样写有什么好处？如果你是下游业务服务的话，你只需要这样写就可以了。这里给一个同package下的测试用例代码：

func TestCache(t *testing.T) {
    k, v := "hello", "world"
    // Current()的实现，在下文慢慢解释
    var curCache Cache = Current()

    // set & get & delete
    curCache.Set(k, v)
    cached, ok := curCache.Get(k)
    if !ok {
        t.Fatalf("cannot cache %s:%s", k, v)
    } else {
        t.Logf("got cached %s:%v (type: %s)", k, cached, reflect.TypeOf(cached).Name())
    }
    curCache.Delete(k)
    _, ok = curCache.Get(k)
    if ok {
        t.Fatalf("cannot delete %s:%s", k, v)
    } else {
        t.Logf("delete cached %s:%s", k, v)
    }

    // set expire
    curCache.SetExpire(k, v, 1*time.Second)
    cached, ok = curCache.Get(k)
    if !ok {
        t.Fatalf("cannot cache %s:%s", k, v)
    } else {
        t.Logf("got cached %s:%v (type: %s)", k, cached, reflect.TypeOf(cached).Name())
    }
    time.Sleep(3 * time.Second)
    _, ok = curCache.Get(k)
    if ok {
        t.Fatalf("cannot expire %s:%s", k, v)
    } else {
        t.Logf("expired %s:%s", k, v)
    }
}

可以看到，我们指定的缓存对象curCache标识为一个Cache，是个接口定义，这样标识起来的话，下面的代码就可以正常使用Get、Set之类的方法了。而更重要的是，下面的代码，不会因为Cache的具体实现变化而有所变化。举个例子，你有10个开源的缓存库，想定时切换Current() Cache背后的缓存对象实现，就算你再怎么换，只要用到缓存的代码标注缓存对象为Cache这个interface，并且interface的定义没有变化，那么使用缓存的代码就不需要动。这样，就彻底实现了缓存提供方和使用方的解耦，开发效率也会噌噌噌的上去。

既然提到了提供方Provider的概念，那在缓存的实现上，就可以走依赖注入控制反转的模式。假设某个Web服务有个本地缓存模块，在实现上，就可以考虑提供多个Cache接口的实现，同时在配置里指定默认的一种。这里，就以go-cache为例，做一个实现案例。

import (
    "github.com/patrickmn/go-cache"
    "time"
)

const (
    GoCacheDefaultExpiration = 10 * time.Minute
    GoCacheCleanupInterval   = 15 * time.Minute
)

type GoCache struct {
    c *cache.Cache

    defaultExpiration time.Duration
    cleanupInterval   time.Duration
}

func (g *GoCache) Get(key string) (interface{}, bool) {
    return g.c.Get(key)
}

func (g *GoCache) Set(key string, value interface{}) {
    g.c.Set(key, value, GoCacheDefaultExpiration)
}

func (g *GoCache) SetExpire(key string, value interface{}, expire time.Duration) {
    if expire < 0 {
        expire = g.defaultExpiration
    }
    if expire > g.cleanupInterval {
        expire = g.cleanupInterval
    }
    g.c.Set(key, value, expire)
}

func (g *GoCache) Delete(key string) {
    g.c.Delete(key)
}

func NewGoCache() *GoCache {
    return &GoCache{
        c: cache.New(GoCacheDefaultExpiration, GoCacheCleanupInterval),

        defaultExpiration: GoCacheDefaultExpiration,
        cleanupInterval:   GoCacheCleanupInterval,
    }
}

当我们定义一个GoCache的struct，实现了Cache接口定义的所有行为，那么GoCache的实例，在Golang里，就能够被标识为一个Cache接口实例。NewGoCache方法，不仅是提供了一个GoCache的实例，而在业务层面，更是提供了一个Cache实例。因此，我们可以简单用一个map来管理所有的Cache的构造器，从而标识不同的缓存实现：

func provideGoCache() Cache {
    return NewGoCache()
}

var cacheProviders = map[string]Cache{
    "go-cache": provideGoCache(),
}

const (
    DefaultCacheProvider = "go-cache"
)

func Get(provider string) Cache {
    c, ok := cacheProviders[provider]
    if !ok {
        return nil
    }
    return c
}

func Default() Cache {
    return Get(DefaultCacheProvider)
}

// 上文提到的样例代码，就用了这个方法拿到go-cache实现的Cache接口实例
func Current() Cache {
    return Default()
}

显而易见，通过这样的一个代码组织，不论是go-cache，抑或是其它的Cache实现，都可以集中管理并灵活取用。这，便是interface在Golang编程中给我们带来的便利了。