25、热门框架对比：Dropwizard、Go框架与Python框架解析

热门框架对比：Dropwizard、Go框架与Python框架解析

1. Spark框架的缺点

任何流行的框架都可能存在缺点，Spark也不例外：
- 社区规模较小，不如其他框架受欢迎。
- 在SQL和NoSQL即插即用方面，可能不太适合大型项目。

2. Dropwizard框架

2.1 概述

Dropwizard是一个基于Apache许可的Java框架，名称来源于K.C. Green网络漫画系列中的一个角色。它是一个稳定、成熟的框架，由多个Java库组装而成，轻量级且旨在帮助API开发人员快速开发和部署Web应用到生产服务器。其主要设计目标是为Web应用提供可靠、可重用和高性能的实现，并具备开箱即用的能力，使应用能够在生产服务器上部署。框架的可重用库使核心应用简洁高效，从而减少了上市时间和维护负担。

2.2 核心特性

• Jetty for HTTP ：使用Jetty HTTP库，通过主方法启动HTTP Web服务器，可将Web应用作为简单的Unix进程运行，借助现有的Unix进程管理工具。这样做的好处包括无需管理传统繁琐的Java生产进程、消除PermGen问题、无需自定义应用服务器配置、无需单独的部署工具以及避免类加载器问题。
• Jersey for REST ：Jersey是JAX - RS的开源参考实现，自带原生API工具包，可简化Java中RESTful Web服务及其客户端的开发。Dropwizard将Jersey作为其RESTful Web应用框架，帮助开发人员编写简洁的代码，提供可测试的类，能将HTTP请求优雅地映射到简单的Java对象，支持流式输出、矩阵URI参数、条件GET请求等。
• Jackson ：应用开发人员的一个关键需求是拥有从JSON到Java对象的映射器，使领域模型能够直接导出为Java对象。Dropwizard通过将Jackson作为其主要核心特性之一，满足了这些需求。
• Metrics ：这个Java库是一个强大的工具包，可用于测量生产环境中组件的行为。与其他著名库（如Ehcache和Graphite）结合使用时，Metrics能为RESTful API和Web应用提供全栈可见性。
• Liquibase ：Dropwizard包含用于管理数据库模式脚本修订的开源解决方案。Liquibase支持各种类型的数据库和多种定义数据库结构的文件格式，其亮点是能够从特定点进行更改回滚（向前和向后）。

2.3 其他值得注意的特性

• 日志记录 ：使用Logback和slf4j进行高性能和灵活的日志记录。
• Hibernate验证器 ：提供简单的用户输入验证方法，并能生成国际化友好的错误消息。
• HTTP交互 ：捆绑了Apache HttpClient和Jersey客户端库，有助于与其他Web服务进行低级和高级的HTTP交互。
• JDBI ：为Java后端与关系数据库建立连接提供了简单、舒适和直接的方式。
• 模板 ：支持Freemarker和Mustache，这是面向消费者或用户的应用中最简单的模板系统。

2.4 优点和缺点

优点	缺点
- Java框架 - 开箱即用的配置、应用指标、日志记录、操作工具、模板等支持 - 可进行快速原型开发 - 对运维友好 - 非常模块化 - 开发高性能RESTful Web服务 - 支持许多开源和独立库 - 通过Metrics实现最佳监控 - 支持集成和使用多个第三方框架	- 维护使用第三方框架和库的应用可能带来调试噩梦 - 可能存在需要特定库但Dropwizard不支持的情况 - 可能有较陡峭的学习曲线

3. Go语言的RESTful API框架

3.1 概述

Go是一种对微服务和RESTful API友好的编程语言，具有高级特性和简洁的语法。Go语言程序员可以使用许多强大的框架来重用经过验证、可扩展的生产级外部包进行应用开发。这里将介绍两个基于Go语言的框架：Gin - gonic和Revel。

3.2 Gin - gonic框架

3.2.1 简介

Gin是用Go编写的HTTP Web框架，设计灵感来源于另一个Go框架Martini，但性能优于Martini。Gin框架宣称：如果你需要出色的性能，就选择Gin。它帮助开发人员编写更少的样板代码，并构建请求处理管道。需要注意的是，Martini已不再维护和支持。

3.2.2 核心特性

• HttpRouter ：是一个轻量级、高性能的Go HTTP请求路由器，也称为多路复用器。与Go的net/HTTP包的默认多路复用器不同，它可以绑定路由模式中的路由变量，并根据请求方法进行匹配。该路由器的优点是内存占用小，针对高性能进行了优化，采用压缩基数树结构来高效匹配长路径，支持大量路由。
• Http2 server push ：Gin支持HTTP/2服务器推送功能，可使服务器充分利用网络资源，提高页面加载时间。HTTP/2引入的服务器推送概念允许服务器在浏览器明确请求之前将额外所需的资源推送给浏览器。
• Multi - template ：默认情况下，Gin只允许使用一个HTML模板，但有自定义的HTML渲染支持多个模板。
• Upload files ：通过使用multipart.write，可以将文件写入缓存并通过POST方法发送到服务器。

3.2.3 其他值得注意的特性

• 分组路由
• 写入日志文件
• 自定义验证器
• 自定义中间件
• 使用jsoniter构建

3.2.4 优点和缺点

优点	缺点
- 轻量级 - 零分配路由器 - 完整的单元测试集 - 向后兼容，新版本不会破坏旧代码 - 高性能和高度可扩展	- 可能不适合大型企业级实现 - 服务器处理能力较低，迫使客户端处理工作负载 - 可能有较陡峭的学习曲线

3.3 Revel框架

3.3.1 简介

Revel是一个功能齐全的框架，旨在为Web API提供开箱即用的异步、无状态和模块化功能。

3.3.2 核心特性

• Router ：URL和路由定义可在文件中配置，例如 [METHOD] [URL Pattern] [Controller.Method] ，如 GET / MyGoSite.Hello 。支持多种路由方法，如固定路径路由（如 GET/About App.About ）和URL参数路由（如 GET /user/:id User.Details ），还支持自动路由、反向路由、静态服务和清除等方法。
• Server engine ：开发人员可以自由实现自己喜欢的HTTP引擎。默认使用Go HTTP引擎，但也允许配置其他引擎，如fastHttp、New Relic HTTP或自定义开发的HTTP引擎。
• Controllers ：负责执行API逻辑，包含传入HTTP请求的信息，如查询参数、路径参数、JSON主体和表单数据，并将其传递给处理程序。
• Handlers ：HTTP请求路由器负责将传入请求与预定义的URL路径列表进行比较，并调用相应的处理程序。处理程序负责编写响应头和主体。任何满足http.Handler接口的Go对象都可以作为处理程序。
• Interceptors ：在请求日志记录、错误处理或身份验证处理等情况下，需要在特定事件之前或之后由框架调用某个操作，这些操作通过Revel的拦截器功能实现。Revel支持三种形式的拦截器：函数拦截器、方法拦截器和控制器拦截器。
• Filters ：Revel有独立的过滤器函数，用于实现横向关注点，如请求日志记录、cookie策略和授权。过滤器是中间件，Revel的大多数内置功能和请求处理功能都是过滤器，它们是可嵌套的接口。
• Cache ：提供一个库，用于服务器端的低延迟临时存储，可作为缓存使用。例如，在不希望使用基于cookie的会话或会话不足的情况下，可以为用户会话实现缓存。

3.3.3 其他值得注意的特性

• Websockets ：支持通过单个TCP连接进行全双工通信，可使用WS方法或服务器WebSocket参数作为操作。
• Database ：通过应用配置文件中的数据库部分配置支持数据库，但数据库不是预配置的，开发人员需要使用模块（如GORM）。
• Testing ：自带预构建的模块，便于编写和运行功能测试用例。

3.3.4 优点和缺点

优点	缺点
- 热代码重载 - 全面的库 - 高性能 - 模块化，基于可组合的中间件（过滤器）构建，实现了大部分请求处理功能 - 内置测试模块便于功能测试用例执行 - 文档完善	- 全面的库在某些情况下会使代码库庞大，产生较大的占用空间，与Go的简洁原则相悖 - 可能有较陡峭的学习曲线 - 没有社区标准来管理包版本，需要开发人员自己管理和发布必要的最新依赖项，缺乏向后兼容性

3.4 流程图

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A[Gin - gonic]:::process --> B[HttpRouter]:::process
    A --> C[Http2 server push]:::process
    A --> D[Multi - template]:::process
    A --> E[Upload files]:::process

    F[Revel]:::process --> G[Router]:::process
    F --> H[Server engine]:::process
    F --> I[Controllers]:::process
    F --> J[Handlers]:::process
    F --> K[Interceptors]:::process
    F --> L[Filters]:::process
    F --> M[Cache]:::process

4. Python的RESTful API框架

4.1 概述

Python是一种顶级编程语言，以其简单的语法、高级的面向对象特性、强大的功能和通用性而闻名，是初学者的首选语言。自1991年发布以来，Python不断发展，拥有多个用于Web应用开发、科学和数学计算、图形用户界面以及最新的REST API框架。这里将探讨两个综合框架：Django和Flask。

4.2 Django框架

4.2.1 简介

Django是一个开源的Web框架，采用BSD许可证。它旨在帮助开发人员快速创建Web应用，处理各种Web开发需求，包括身份验证、内容管理、脚手架、模板、缓存和联合等。下面将介绍基于Python构建的Django REST Framework（DRF），用于REST API的开发和部署。

4.2.2 Django Rest Framework核心特性

• Web - browsable API ：增强了使用DRF开发的REST API，具有丰富的界面，支持多种媒体类型。通过浏览器可以完全与之交互，API端点可以返回JSON或HTML表示，并且是自描述的。
• Authentication ：DRF提供了开箱即用的身份验证功能，支持多种身份验证方案，包括基本身份验证、令牌身份验证、会话身份验证、远程用户身份验证和OAuth身份验证，也支持自定义身份验证方案。在视图开始时运行身份验证方案，根据权限和节流策略确定传入请求的权限，决定是否允许请求。
• Serialization and deserialization ：序列化是将复杂数据（如查询集和模型实例）转换为原生Python数据类型的过程，便于渲染为JSON或XML。DRF通过序列化器类支持序列化，类似于Django的Form和ModelForm类。DRF的ModelSerializer类提供了一种简单的机制来创建处理模型实例和查询集的序列化器。序列化器还支持反序列化，即将解析的数据转换回复杂类型，但在反序列化之前会先验证传入的数据。

4.2.3 其他值得注意的特性

• Routers ：支持自动将URL路由到Django，为将视图逻辑连接到一组URL提供了一致且直接的方式。
• Class - based views ：是一种主要模式，可实现常见功能的重用。
• Hyperlinking APIs ：支持多种样式（如使用主键、实体之间的超链接等）来表示实体之间的关系。
• Generic views ：允许构建映射到数据库模型的API视图。

4.2.4 优点和缺点

优点	缺点
- Web - browsable API - 身份验证策略 - 强大的序列化 - 广泛的文档和优秀的社区支持 - 简单而强大 - 源代码有测试覆盖 - 安全且可扩展 - 可定制	- 整体式架构，组件一起部署 - 基于Django ORM - 学习曲线较陡 - 响应时间较慢

4.3 Flask框架

4.3.1 简介

Flask是基于Werkzeug（WSGI工具包）和Jinja 2（模板引擎）的Python微框架，采用BSD许可证。它易于设置和使用，具有内置的开发服务器、调试器、单元测试支持、模板、安全cookie和RESTful请求调度等开箱即用的功能。下面将介绍另一个强大的RESTful API框架Flask - RESTful。

4.3.2 Flask - RESTful核心特性

虽然未详细介绍Flask - RESTful的核心特性，但Flask本身的特性为其提供了基础。例如，Flask的轻量级和灵活性使得Flask - RESTful可以快速搭建RESTful API。其内置的开发服务器和调试器方便开发过程中的测试和调试，模板引擎可以用于生成动态内容，安全cookie和RESTful请求调度则为API的安全性和功能性提供了保障。

4.3.3 优点和缺点

Flask - RESTful结合了Flask的优点，通常具有以下特点：
| 优点 | 缺点 |
| — | — |
| - 轻量级，易于上手
- 高度可定制
- 灵活的路由系统
- 丰富的扩展库 | - 对于大型项目，可能需要更多的架构设计
- 缺乏一些大型框架的内置功能，需要手动实现 |

4.4 流程图

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    N[Django Rest Framework]:::process --> O[Web - browsable API]:::process
    N --> P[Authentication]:::process
    N --> Q[Serialization and deserialization]:::process
    N --> R[Routers]:::process
    N --> S[Class - based views]:::process
    N --> T[Hyperlinking APIs]:::process
    N --> U[Generic views]:::process

    V[Flask - RESTful]:::process --> W[基于Flask特性]:::process

5. 总结

5.1 框架对比总结

框架	优点	缺点	适用场景
Dropwizard	Java框架，开箱即用功能多，可快速原型开发，模块化，高性能，支持多库，监控好	维护第三方库应用调试难，可能缺特定库，学习曲线陡	适合开发高性能RESTful Web服务，对运维友好的项目
Gin - gonic	轻量级，零分配路由器，单元测试全，向后兼容，高性能可扩展	不适合大型企业级，服务器处理能力低，学习曲线陡	适合对性能要求高，项目规模较小的RESTful API开发
Revel	热代码重载，库全面，高性能，模块化，有测试模块，文档完善	代码库可能庞大，学习曲线陡，无包版本管理标准	适合快速开发功能齐全的Web API
Django Rest Framework	Web可浏览API，身份验证强，序列化好，文档和社区支持佳，安全可扩展	整体式架构，基于Django ORM，学习曲线陡，响应慢	适合快速开发功能全面的RESTful API，对安全性和可扩展性要求高的项目
Flask - RESTful	轻量级易上手，可定制，路由灵活，扩展库丰富	大型项目需更多架构设计，缺大型框架内置功能	适合小型项目或需要高度定制的RESTful API开发

5.2 选择建议

在选择框架时，需要综合考虑项目的规模、性能要求、开发团队的技术栈和学习能力等因素。如果是Java项目，且对运维和性能有要求，Dropwizard是不错的选择；如果追求Go语言的高性能和简洁，Gin - gonic和Revel可以根据项目规模进行选择；对于Python项目，Django Rest Framework适合大型、功能复杂的项目，而Flask - RESTful则更适合小型、灵活的项目。