Goa v2を使った開発環境テンプレート

## 更新
- goa v2のUpdateも含め、api designの構成とかも変更した
- [一応、以前の記事の状態のリポジトリ](https://github.com/tonouchi510/goa2-sample/tree/version/0.9)
- [この記事のサンプルコード](https://github.com/tonouchi510/goa2-sample)

#### 変更点
- 自動生成コードの修正用shell
- api designの構成


#### 今後の更新予定
需要がありそうだったら以下も追加していくかも

- api認証を加える
- grpcとか使ったサンプル
- go moduleに移行

# はじめに

 この記事ではgoa v2を使った開発を紹介します。goaはマイクロサービスを構築するためgolangのフレームワークです。goaではDSLでAPIデザインを書くことで、それを元にドキュメントやクライアントツール、コントローラ(雛形)などを自動生成してくれます。

- [公式ドキュメント(バージョン１)](https://goa.design/ja/learn/intro/)
- [goa v2のGoDoc](https://godoc.org/goa.design/goa)
- [goa v2の公式サンプル](https://github.com/goadesign/examples/)


goaの利点をまとめると以下２つが大きいと思います。
- ビジネスロジックの開発に集中できる
- swaggerフォーマットのAPI定義ファイルの生成

swaggerの定義ファイルが手に入るので、これを利用した便利なツールを使うことで、APIドキュメントの自動生成（swagger-ui）や管理画面の作成（viron）を行うことができます。

v2は以前ベータ版という状況で、記事もあまり出ていないのでサンプルとして紹介します。

※ベータ版ですが、これからgoaをやり始める人はv2から始めた方が良いと思います
> goa v2 is currently in beta: it is robust enough to be used in production but there may still be breaking changes before the final release. If you're new to goa then you may want to consider starting with v2.


goaの導入から、swagger-ui、viron、データベース(mysql)との連携までを行い、サンプルのAPI開発までの流れを書いていきます。


コードは以下のリポジトリに公開しています。
https://github.com/tonouchi510/goa2-sample


# 環境構築
golangとdockerはインストール済みである事を想定します。

## ディレクトリ構成
```
$ tree -d -L 1
.
├── cmd            # goaで自動生成される。
├── controller     # goaで雛形が生成される。ビジネスロジックを書き加える。
├── design         # APIデザインファイルを置く
├── docker         # dockerコンテナ用の設定ファイルを置く
├── gen            # goaで自動生成される。ここはいじる事はない。
├── readme         # readme用の画像
├── script         # コード修正用のscript等
├── server         # 開発者、管理者用サーバなどのdir
└── vendor         # depによってvendoringされたパッケージ置き場
```

## APIサーバ

### 1. goaのインストールをします。

```
$ go get -u goa.design/goa/...
```

### 2. APIデザインを書く
goaのDSLでAPIデザインを書いていきます。まずはじめにAPI全体に関する設定を定義するDSLを書きます。

```golang:design/api_definition.go
import (
	. "goa.design/goa/dsl"
	cors "goa.design/plugins/cors/dsl"
)

// API describes the global properties of the API server.
var _ = API("goa2-sample", func() {
	Title("SampleAPI")
	Description("goa2 sample code.")
	Version("1.0")
	Contact(func() {
		Name("tonouchi510")
		Email("tonouchi27@gmail.com")
		URL("https://github.com/tonouchi510/goa2-sample/issues")
	})
	Docs(func() {
		Description("wiki")
		URL("https://github.com/tonouchi510/goa2-sample/wiki")
	})

	cors.Origin("/.*localhost.*/", func() {
		cors.Headers("content-type")
		cors.Methods("GET", "POST", "PUT", "DELETE", "OPTIONS")
		cors.MaxAge(600)
	})

	Server("goa2-sample", func() {
                Services("Users", "Viron", "Admin")
		Host("localhost", func() {
			Description("development host")
			URI("http://localhost:8080")
		})
	})
})
```

ここではこのサービスの説明やバージョン、ホストなどを記述します。CORSはとりあえずこのようにしています。

### サンプルAPI
次に、designディレクトリ以下に追加したいAPIのデザインファイルを作っていきます。ここではサンプルで用意したusersの例で手順を説明します。

usersのAPIデザインは以下のようにします。基本的なCRUD処理をするAPIです。

```golang:design/users.go
// サービスの定義
var _ = Service("Users", func() {
	Description("users serves user account relative information.")

	HTTP(func() {
		Path("/api/v1/users")
	})

	Method("list user", func() {
		Description("List all stored users")

		Result(CollectionOf(UserResponse))
		HTTP(func() {
			GET("/")
			Response(StatusOK)
		})
	})

	Method("get user", func() {
		Description("Show user by ID")

		Payload(GetUserPayload)
		Result(UserResponse)

		HTTP(func() {
			GET("/{id}")
			Response(StatusOK)
		})
	})

	Method("create user", func() {
		Description("Add new user and return its ID.")

		Payload(CreateUserPayload)
		Result(String)

		HTTP(func() {
			POST("/")
			Response(StatusCreated)
		})
	})

	Method("update user", func() {
		Description("Update user item.")
		Payload(UpdateUserPayload)
		Result(UserResponse)
		HTTP(func() {
			PUT("/{id}")
			Response(StatusOK)
		})
	})

	Method("delete user", func() {
		Description("Delete user by id.")
		Payload(DeleteUserPayload)
		HTTP(func() {
			DELETE("/{id}")
			Response(StatusNoContent)
		})
	})
})
```

ResponseやPayloadは、全てmedia_typeで定義して管理しやすいようにしておきます。
swagger-uiで見たときにResponseとPayloadの型とか例が見れてわかりやすいです。

### 3. コード自動生成
goaのコードジェネレータを使ってAPIデザイン定義からコードの雛形を自動生成します。

```
$ make goagen

# goa example およびコード修正処理
$ make regen
```

※`goa gen、goa example`以外にも必要な処理を行なっているのでMakefile見て確認してください
※記事の下の方で説明します


### 4. ビジネスロジックの実装
自動生成できない部分（アプリケーション固有の処理部分）の実装を行います。
基本的に`gen`ディレクトリ以下はいじる必要がなく、goa exampleで生成されるcontrollerやmain.goにコード追加、修正を加えていきます。

### controller
サンプルAPIのcontrollerの雛形はこのようになっています。


```golang:controller/users.go
// Users service example implementation.
// The example methods log the requests and return zero values.
type userssrvc struct {
	logger *log.Logger
}

// NewUsers returns the Users service implementation.
func NewUsers(logger *log.Logger) users.Service {
	return &userssrvc{logger}
}

// List all stored users
func (s *userssrvc) ListUser(ctx context.Context) (res users.Goa2SampleUserCollection, err error) {
	s.logger.Print("users.list user")
	return
}

// Show user by ID
func (s *userssrvc) GetUser(ctx context.Context, p *users.GetUserPayload) (res *users.Goa2SampleUser, err error) {
	res = &users.Goa2SampleUser{}
	s.logger.Print("users.get user")
	return
}

// Add new user and return its ID.
func (s *userssrvc) CreateUser(ctx context.Context, p *users.CreateUserPayload) (res string, err error) {
	s.logger.Print("users.create user")
	return
}

// Update user item.
func (s *userssrvc) UpdateUser(ctx context.Context, p *users.UpdateUserPayload) (res *users.Goa2SampleUser, err error) {
	res = &users.Goa2SampleUser{}
	s.logger.Print("users.update user")
	return
}

// Delete user by id.
func (s *userssrvc) DeleteUser(ctx context.Context, p *users.DeleteUserPayload) (err error) {
	s.logger.Print("users.delete user")
	return
}
```

これに基本的なCRUD処理を加えていきます。ここで、DBアクセスをどうするかで色々な方法が考えられると思いますが、各Controllerのインスタンス生成の際にmain.goから引数でDBクライアントを渡して、Controllerはそれぞれのメソッドでそれを利用してDBアクセスするようにします。

コードは以下のようになります。

```golang:controller/users.go
import (
	"context"
	"database/sql"
	"log"

	users "github.com/tonouchi510/goa2-sample/gen/users"
)

// Users service example implementation.
// The example methods log the requests and return zero values.
type userssrvc struct {
	logger *log.Logger
	DB     *sql.DB
}

// NewUsers returns the Users service implementation.
func NewUsers(logger *log.Logger, db *sql.DB) users.Service {
	return &userssrvc{logger, db}
}

// List all stored users
func (s *userssrvc) ListUser(ctx context.Context) (res users.Goa2SampleUserCollection, err error) {
	res = users.Goa2SampleUserCollection{}
	s.logger.Print("users.List")

	rows, err := s.DB.Query("SELECT id, name, email FROM users")
	defer rows.Close()
	if err != nil {
		return
	}
	for rows.Next() {
		var id, name, email string
		user := &users.Goa2SampleUser{}
		err = rows.Scan(&id, &name, &email)
		if err != nil {
			return
		}
		user.ID = id
		user.Name = name
		user.Email = email
		res = append(res, user)
	}
	return
}

// Show user by ID
func (s *userssrvc) GetUser(ctx context.Context, p *users.GetUserPayload) (res *users.Goa2SampleUser, err error) {
	s.logger.Print("users.Get")

	var id, name, email string
	err = s.DB.QueryRow("SELECT id, name, email FROM users WHERE id=?", p.ID).Scan(&id, &name, &email)
	if err != nil {
		return
	}
	res = &users.Goa2SampleUser{ID: id, Name: name, Email: email}
	return
}

// Add new user and return its ID.
func (s *userssrvc) CreateUser(ctx context.Context, p *users.CreateUserPayload) (res string, err error) {
	s.logger.Print("users.Create")
	stmt, err := s.DB.Prepare("INSERT INTO users(id, name, email) VALUES(?,?,?)")
	defer stmt.Close()
	if err != nil {
		return
	}
	_, err = stmt.Exec(p.ID, p.Name, p.Email)
	if err != nil {
		return
	}
	s.logger.Printf("INSERT: ID: %s | Name: %s | Email: %s", p.ID, p.Name, p.Email)
	res = p.ID
	return
}

// Update user item.
func (s *userssrvc) UpdateUser(ctx context.Context, p *users.UpdateUserPayload) (res *users.Goa2SampleUser, err error) {
	res = &users.Goa2SampleUser{}
	s.logger.Print("users.Update")
	var stmt *sql.Stmt
	if p.Name != nil && p.Email != nil {
		stmt, err = s.DB.Prepare("UPDATE users SET name=?, email=? WHERE id=?")
		_, err = stmt.Exec(p.Name, p.Email, p.ID)
	} else if p.Name != nil {
		stmt, err = s.DB.Prepare("UPDATE users SET name=? WHERE id=?")
		_, err = stmt.Exec(p.Name, p.ID)
	} else if p.Email != nil {
		stmt, err = s.DB.Prepare("UPDATE users SET email=? WHERE id=?")
		_, err = stmt.Exec(p.Email, p.ID)
	}
	if err != nil {
		return
	}
	defer stmt.Close()

	var id, name, email string
	err = s.DB.QueryRow("SELECT id, name, email FROM users WHERE id=?", p.ID).Scan(&id, &name, &email)
	if err != nil {
		return
	}
	res = &users.Goa2SampleUser{ID: id, Name: name, Email: email}
	s.logger.Printf("UPDATE: ID: %s | Name: %s | Email: %s", id, name, email)
	return
}

// Delete user by id.
func (s *userssrvc) DeleteUser(ctx context.Context, p *users.DeleteUserPayload) (err error) {
	s.logger.Print("users.Delete")
	stmt, err := s.DB.Prepare("DELETE FROM users WHERE id=?")
	defer stmt.Close()
	if err != nil {
		return
	}
	_, err = stmt.Exec(p.ID)
	if err != nil {
		return
	}
	s.logger.Printf("DELETE: Id: %s", p.ID)
	return
}
```

### main.go
main.goもコントローラにsqlクライアントを渡すように修正します。

```golang:cmd/goa2_sample/main.go
// importに以下を追加
 "database/sql"
 _ "github.com/go-sql-driver/mysql"
```

```golang
// Initialize service dependencies such as databases.
	var (
		db *sql.DB
                var err error
	)
	{
		db, err = sql.Open("mysql", "test:test@/sampledb")
		if err != nil {
			log.Fatal(err.Error())
		}
		defer db.Close()
	}
```

```golang
usersSvc = goa2sample.NewUsers(logger, db)
```

これで基本的なCRUD処理をするAPIは完成です。自分で各部分はこの程度で済みます！


更新前の記事：
> デメリットとしてはgoa自動生成されたコードを自分で修正しないといけない部分が多いです。goa v2ではDB用のプラグインである**gorma**もまだ対応していないので、この辺めんどくさくなっています。修正自動化できる部分増やしたら追記していきます。。。

力技ですがとりあえず[修正スクリプト](https://github.com/tonouchi510/goa2-sample/blob/master/script/fix-goagen-source.sh)追加しました（macでしか確認してません）。

新しいServiceをマウントする必要がある場合はスクリプトに他の例に合わせて追加する必要はあります。
※もっと綺麗にできたら更新します

dbClient対応以外にも、独自のhandler追加できるように若干修正したりしています。
独自のhandlerでは、現在は開発者用のswagger-uiが追加されています。その他必要なものができた場合にも同様に追加できます。


## mysql
DBサーバはdockerコンテナで起動します。docker-compose.ymlに以下の記述をします。

```yml:docker-compose.yml

  db:
    image: mysql:5.7
    command:
      mysqld --character-set-server=utf8 --collation-server=utf8_unicode_ci --skip-character-set-client-handshake
    restart: always
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${MYSQL_ROOT_PASSWORD}
      MYSQL_DATABASE: ${MYSQL_DATABASE}
      MYSQL_USER: ${MYSQL_USER}
      MYSQL_PASSWORD: ${MYSQL_PASSWORD}
      TZ: "Asia/Tokyo"
    ports:
      - "3306:3306"
    volumes:
      - "./docker/mysql:/docker-entrypoint-initdb.d"
```

環境変数は`.env`ファイルで設定します。サンプルはリポジトリに公開していますが、設定を変えたらpushしないように注意してください。

```:.env
MYSQL_ROOT_PASSWORD=root
MYSQL_DATABASE=sampledb
MYSQL_USER=test
MYSQL_PASSWORD=test
```

また、mysqlイメージのコンテナでは、docker--entrypoint-initdb.d以下にsqlやshellをマウントすることで起動時にそれらを実行してくれるようになります。データベースやテーブル作成のsqlを用意してマウントするようにすると便利です。今回は`docker/mysql`以下に設定ファイルを置いてあります。


## swagger-ui
前の記事ではnginxで別のwebサーバを用意してswagger-uiを起動していましたが、goのapiサーバと一緒のオリジンでhandleするように変更してます。

```golang:cmd/goa2_sample/http.go
func newDevConsoleHandler(pathPrefix string, directory string) http.HandlerFunc {
	return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		fs := http.FileServer(http.Dir(directory))
		http.StripPrefix(pathPrefix, fs).ServeHTTP(w, r)
	}
}
```

これをhandle

```golang:cmd/goa2_sample/http.go
http.HandleFunc("/_dev/console/", newDevConsoleHandler("/_dev/console/","./server/swagger-ui/"))
```

これでlocalhost:8080/_dev/console/でgoa2-sample用のswagger-ui(APIドキュメントサイト)が起動します。WEBフロント側はこれを見て開発していく感じになります。

## viron
管理画面、ダッシュボードのフロントコードフリーを実現してくれます。

### 修正点
- ちゃんとAdmin用のAPIを使うように変更（認証は後で追加）

Dockerfileは以下のようになります。

```dockerfile:Dockerfile
# viron用イメージ
FROM node:9 as viron

# Setup project
RUN git clone https://github.com/cam-inc/viron.git /viron
RUN sed -i "s|ssl: true,|ssl: false,|g" /viron/rollup.local.config.js

RUN chown -R node:node /viron
ENV HOME /viron
USER node
WORKDIR $HOME

RUN npm install

EXPOSE 8080
USER root
CMD npm start
```

開発環境用なので、ssl無し(http)でアクセスできるように修正しています(６行目)。

vironのドキュメントや必須API等については以下のサイトを参考にしてください。
https://cam-inc.github.io/viron-doc/docs/dev_api.html
https://techblog.istyle.co.jp/archives/246

vironの管理画面やダッシュボードに追加したいエンドポイントは以下のようにVironMenuで設定を加えていきます（記事の下の方にこの場合のvironのダッシュボードと管理画面の例があります）。

```golang:controller/viron.go
// Add viron_menu
func (s *vironsrvc) VironMenu(ctx context.Context) (res *viron.VironMenu, err error) {
	res = &viron.VironMenu{}
	s.logger.Print("viron.viron_menu")
	cl := "green"
	th := "standard"
	pk := "id"
	pagenation := true

	res = &viron.VironMenu{
		Name: "goa2-sample Admin Screen",
		Tags: []string{
			"local",
		},
		Color: &cl,
		Theme: &th,
		Pages: []*viron.VironPage{
			&viron.VironPage{
				Section:    "dashboard",
				Name:       "ダッシュボード",
				ID:         "quickview",
				Components: []*viron.VironComponent{
					&viron.VironComponent{
						Name:    "Users(bar)",
						API: &viron.VironAPI{
							Method: "get",
							Path:   "/api/v1/admin/user_number",
						},
						Style: "graph-bar",
					},
				},
			},
			&viron.VironPage{
				Section: "manage",
				ID:      "user-admin",
				Name:    "ユーザ管理",
				Components: []*viron.VironComponent{
					&viron.VironComponent{
						API: &viron.VironAPI{
							Method: "get",
							Path:   "/api/v1/admin/users",
						},
						Name:       "ユーザ一覧",
						Style:      "table",
						Primary:    &pk,
						Pagination: &pagenation,
						Query: []*viron.VironQuery{
							&viron.VironQuery{
								Key:  "id",
								Type: "integer",
							},
							&viron.VironQuery{
								Key:  "name",
								Type: "string",
							},
							&viron.VironQuery{
								Key:  "email",
								Type: "string",
							},
							&viron.VironQuery{
								Key:  "created_at",
								Type: "string",
							},
							&viron.VironQuery{
								Key:  "updated_at",
								Type: "string",
							},
						},
						TableLabels: []string{
							"id",
							"name",
							"email",
							"created_at",
							"updated_at",
						},
					},
				},
			},
		},
	}
	return
}
```

# 実行
docker-compose.ymlに各コンテナの設定を記述しているので、以下のコマンドで起動します。

```sh
$ docker-compose build
$ docker-compose up -d
```

これで、

- ポート3306にmysql
- ポート8000にviron

がそれぞれ起動している状態になります。

次に、apiサーバのビルド&実行をします。

```
$ cd cmd/goa2_sample/
$ go build
$ cd -
$ ./cmd/goa2_sample/goa2_sample
```

これでポート8080でapiサーバが起動している状態になります。swagger-uiも起動します。
※vironは最初にhttp://localhost:8080/v1/swagger.jsonを追加する必要有り

各サーバにアクセスした時のスクショを載せておきます。

### swagger-ui
![image.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/239881/3f4fda09-9491-4016-9785-da668766674f.png)

### viron
![image.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/239881/5633c213-14e8-1730-e781-758fa9a3fe0e.png)

![image.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/239881/d9dbbce0-176b-6ae0-2be2-90dab33a1cf0.png)


# まとめ
goa v2を使った開発の流れを書いていきました。swaggerフォーマットのAPI仕様書が手に入ることによる恩恵を、出来るだけ得られるようにした構成になっています。サンプルをクローンしてreadmeに従って環境構築すれば、すぐにswagger-uiとviron、mysqlが連携済みのgoaで開発を進められます。気に入ったら開発環境テンプレートとして利用していただけたら幸いです。

※何かコメント等ありましたらよろしくお願いします。