完美的内部私有Go module 拉取方案-轻识

# 1. 问题来由

Go 1.11版本[1]后，Go命令拉取依赖的公共go module不再是“痛点”。如下图所示：

图：从公司内部经由公共GOPROXY服务拉取公共go module

我们在公司/组织内部仅需要为环境变量GOPROXY配置一个公共GOPROXY服务即可轻松拉取所有公共go module(公共module即开源module)。

但随着公司内Go使用者增多以及Go项目的增多，“代码重复”问题就出现了。抽取公共代码放入一个独立的、可被复用的内部私有仓库成为必然。这样我们便有了拉取私有go module的需求！

一些公司或组织的所有代码都放在公共vcs托管服务商那里(比如github.com)，私有go module则直接放在对应的公共vcs服务的private repository(私有仓库)中。如果你的公司也是如此，那么拉取托管在公共vcs私有仓库中的私有go module也很容易，见下图：

图：从公司内部直接拉取托管在公共vcs服务上的私有go module

当然这个方案的一个前提是：每个开发人员都需要具有访问公共vcs服务上的私有go module仓库的权限，凭证的形式不限，可以是basic auth的user和password，也可以是personal access token(类似github那种)，只要按照公共vcs的身份认证要求提供即可。

但是如果私有go module放在公司内部的vcs服务器上，就像下面图中所示：

图：私有go module放在组织/公司内部的vcs服务器上

那么我们该如何让Go命令自动拉取内部服务器上的私有go module呢？

一些gopher会说：“这很简单啊! 这和拉取托管在公共vcs服务上的私有go module没有什么分别啊”。持这种观点的gopher多半来自大厂。大厂内部有完备的IT基础设施供开发使用，大厂内部的vcs服务器都可以通过域名访问(比如git.bat.com/user/repo)，因此大厂内部员工可以像访问公共vcs服务那样访问内部vcs服务器上的私有go module，就像下面图中所示：

图：大厂方案：直接拉取内部vcs仓库上的私有go module

我们看到：在上面这个方案中，公司搭建了一个内部goproxy服务(即上图中的in-house goproxy)，这样的目的一来是为那些无法直接访问外网的开发机器以及ci机器提供拉取外部go module的途径，二来由于in-house goproxy的cache的存在，还可以加速公共go module的拉取效率。对于私有go module，开发机将其配置到GOPRIVATE环境变量中，这样Go命令在拉取私有go module时不会再走GOPROXY，而会采用直接访问vcs(如上图中的git.bat.com)的方式拉取私有go module。

当然大厂还可能采用下图所示方案将外部go module与私有go module都交给内部统一的Goproxy服务去处理：

图：大厂方案: 统一代理方案

在这种方案中，开发者仅需要将GOPROXY配置为in-house goproxy便可以统一拉取外部go module与私有go module。但由于go命令默认会对所有通过goproxy拉取的go module进行sum校验（到sum.golang.org)，而我们的私有go module在公共sum验证server中没有数据记录，因此，开发者需要将私有go module填到GONOSUMDB环境变量中，这样go命令就不会对其进行sum校验了。不过这种方案有一处要注意：那就是in-house goproxy需要拥有对所有private module所在repo的访问权限，这样才能保证每个私有go module的拉取成功！

好了，问题来了！对于那些没有完备内部IT基础设施，还想将私有go module放在公司内部的vcs服务器上的小厂应该如何实现私有go module的拉取方案呢？

# 2. 可供小厂参考的一个解决方案

小厂虽小，但目标不能低。小厂虽然IT基础设施薄弱或不够灵活，但也不能因此给开发人员带去太多额外的“负担”。因此，对比了上面的两个大厂可能采用的方案，我们更倾向于后者。这样，我们就可以将所有复杂性都交给in-house goproxy这个节点，开发人员就可以做的足够简单。但小厂没有DNS，无法用域名…，我们该怎么实现这个方案呢？在这一节中，我们就实现这个方案。

0. 方案示例环境拓扑

我们先为后续的方案实现准备一个示例环境，其拓扑如下图：

1. 选择一个goproxy实现

Go module proxy协议规范[2]发布后，Go社区出现了很多成熟的Goproxy开源实现。从最初的athens[3]，再到国内的两个优秀的开源实现：goproxy.cn[4]和goproxy.io[5]。其中，goproxy.io在官方站点给出了企业内部部署的方法[6]，基于这一点，我们就基于goproxy.io来实现我们的方案（其余的goproxy实现应该也都可以实现)。

我们在上图中的in-house goproxy节点上执行下面步骤安装goproxy：

$mkdir ~/.bin/goproxy
$cd ~/.bin/goproxy
$git clone https://github.com/goproxyio/goproxy.git
$cd goproxy
$make

编译后，会在当前的bin目录(~/.bin/goproxy/goproxy/bin)下看到名为goproxy的可执行文件。

建立goproxy cache目录：

$mkdir /root/.bin/goproxy/goproxy/bin/cache

启动goproxy：

$./goproxy -listen=0.0.0.0:8081 -cacheDir=/root/.bin/goproxy/goproxy/bin/cache -proxy https://goproxy.io
goproxy.io: ProxyHost https://goproxy.io

启动后goproxy在8081端口监听(即便不指定，goproxy的默认端口也是8081)，指定的上游goproxy服务为goproxy.io。

注意：goproxy的这个启动参数并不是最终版本的，这里仅仅想验证一下goproxy是否能按预期工作。

接下来，我们来验证一下goproxy的工作是否如我们预期。

我们在开发机上配置GOPROXY环境变量指向10.10.20.20:8081：

// .bashrc
export GOPROXY=http://10.10.20.20:8081

生效环境变量后，执行下面命令：

$go get github.com/pkg/errors

结果如预期，开发机顺利下载了github.com/pkg/errors包。

在goproxy侧，我们看到了下面日志：

goproxy.io: ------ --- /github.com/pkg/@v/list [proxy]
goproxy.io: ------ --- /github.com/pkg/errors/@v/list [proxy]
goproxy.io: ------ --- /github.com/@v/list [proxy]
goproxy.io: 0.146s 404 /github.com/@v/list
goproxy.io: 0.156s 404 /github.com/pkg/@v/list
goproxy.io: 0.157s 200 /github.com/pkg/errors/@v/list

并且在goproxy的cache目录下，我们也看到了下载并缓存的github.com/pkg/errors包：

$cd /root/.bin/goproxy/goproxy/bin/cache
$tree
.
└── pkg
    └── mod
        └── cache
            └── download
                └── github.com
                    └── pkg
                        └── errors
                            └── @v
                                └── list

8 directories, 1 file

2. 自定义包导入路径并将其映射到内部的vcs仓库

小厂可能没有为vcs服务器分配域名，我们也不能在Go私有包的导入路径中放入ip地址，因此我们需要给我们的私有go module自定义一个路径，比如：mycompany.com/go/module1。我们统一将私有go module放在mycompany.com/go下面的代码仓库中。

接下来的问题是，当goproxy去拉取mycompany.com/go/module1时，应该得到mycompany.com/go/module1对应的内部vcs上module1 仓库的地址，这样goproxy才能从内部vcs代码服务器上下载到module1对应的代码。

图：goproxy如何得到mycompany.com/go/module1所对应的vcs仓库地址呢？

其实方案不止一种[7]。这里我们使用一个名为govanityurls[8]的工具，这个工具在我以前的文章[9]中曾提到过。

结合govanityurls和nginx，我们就可以将私有go module的导入路径映射为其在vcs上的代码仓库的真实地址。下面的图解释了具体原理：

首先，goproxy要想将收到的拉取私有go module(mycompany.com/go/module1)的请求不转发给公共代理，需要在其启动参数上做一些手脚，如下面修改后的goproxy启动命令：

$./goproxy -listen=0.0.0.0:8081 -cacheDir=/root/.bin/goproxy/goproxy/bin/cache -proxy https://goproxy.io -exclude "mycompany.com/go"

这样凡是与-exclude后面的值匹配的go module拉取请求，goproxy都不会转给goproxy.io，而是直接请求go module的“源站”。而上面图中要做的就是将这个“源站”的地址转换为企业内部vcs服务中的一个仓库地址。由于mycompany.com这个域名并不存在，从图中我们看到：我们在goproxy所在节点的/etc/hosts中加了这样一条记录：

127.0.0.1 mycompany.com

这样goproxy发出的到mycompany.com的请求实则是发向了本机。而上图中所示，监听本机80端口的正是nginx，nginx关于mycompany.com这一主机的配置如下：

// /etc/nginx/conf.d/gomodule.conf

server {
        listen 80;
        server_name mycompany.com;

        location /go {
                proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
                proxy_redirect off;
                proxy_set_header Host $host;
                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

                proxy_http_version 1.1;
                proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
                proxy_set_header Connection "upgrade";
        }
}

我们看到对于路径为mycompany.com/go/xxx的请求，nginx将请求转发给了127.0.0.1:8080，而这个服务地址恰是govanityurls[10]工具监听的地址。

govanityurls这个工具是前Go核心开发团队成员Jaana B.Dogan[11]开源的一个工具，这个工具可以帮助gopher快速实现自定义Go包的go get导入路径[12]。

govanityurls本身就好比一个“导航”服务器。当go命令向自定义包地址发起请求时，实则是将请求发送给了govanityurls服务，之后govanityurls将请求中的包所在仓库的真实地址(从vanity.yaml配置文件中读取)返回给go命令，后续go命令再从真实的仓库地址获取包数据。

注：govanityurls的安装方法很简单，直接go install/go get github.com/GoogleCloudPlatform/govanityurls即可。

在我们的示例中，vanity.yaml的配置如下：

host: mycompany.com

paths:
  /go/module1:
      repo: ssh://admin@10.10.30.30/module1
      vcs: git

也就是说当govanityurls收到nginx转发的请求后，会将请求与vanity.yaml中配置的module路径相匹配，如果匹配ok，则会将该module的真实repo地址通过go命令期望的应答格式予以返回。在这里我们看到，module1对应的真实vcs上的仓库地址为：ssh://admin@10.10.30.30/module1。

于是goproxy会收到这个地址，并再次向这个真实地址发起请求，并最终将module1缓存到本地cache并返回给客户端。

注意：由于这个方案与大厂的第二个方案是一样的，因此goproxy需要有访问mycompany.com/go下面所有go module对应的真实vcs仓库的权限。

3. 开发机(客户端)的设置

前面示例中，我们已经将开发机的GOPROXY环境变量设置为goproxy的服务地址。但我们说过凡是通过GOPROXY拉取的go module，go命令默认都会将其sum值到公共GOSUM服务器上去校验。但我们实质上拉取的是私有go module，GOSUM服务器上并没有我们的go module的sum数据。这样会导致go build命令报错，无法继续构建过程。

因此，开发机客户端还需将mycompany.com/go作为一个值设置到GONOSUMDB环境变量中，这就告诉go命令，凡是与mycompany.com/go匹配的go module，都无需做sum校验了。

4. 方案的“不足”

当然上述方案也不是完美的，它也有自己的不足的地方：

开发者还是需要额外配置GONOSUMDB变量

由于Go命令默认会对从GOPROXY拉取的go module进行sum校验，因此我们需要将私有go module配置到GONOSUMDB环境变量中，这给开发者带来了一个小小的“负担”。

缓解措施：小厂可以将私有go项目都放在一个特定域名下，这样就无需为每个go私有项目单独增加GONOSUMDB配置了，只需要配置一次即可。

新增私有go module，vanity.yaml需要手工同步更新

这个是这个方案最不灵活的地方了，由于目前govanityurls功能有限，我们针对每个私有go module可能都需要单独配置其对应的vcs仓库地址以及获取方式(git, svn or hg)。

缓解方案：在一个vcs仓库中管理多个私有go module，就像etcd[13]那样。相比于最初go官方建议的一个repo只管理一个module，新版本的go在一个repo管理多个go module[14]方面已经有了长足的进步。

不过对于小厂来说，这点额外工作与得到的收益相比，应该也不算什么！^_^

无法划分权限

在上面的方案说明时也提到过，goproxy所在节点需要具备访问所有私有go module所在vcs repo的权限，但又无法对go开发者端做出有差别授权，这样只要是goproxy能拉取到的私有go module，go开发者都能拉取到。

不过对于多数小厂而言，内部所有源码原则上都是企业内部公开的，这个问题似乎也不大。如果觉得这是个问题，那么只能使用上面的大厂的第一个方案了。

# 3. 小结

无论大厂小厂，当对Go的使用逐渐深入后，接纳的人增多，开发的项目增多且越来越复杂后，拉取私有go module这样的问题肯定会摆到桌面上来。

对于大厂的gopher来说，这可能不是问题，甚至对他们都是透明的。但对于小厂等内部IT基础设施不完备的组织而言，的确需要自己动手解决。

这篇文章为小厂搭建Go私有库以及从私有库拉取私有go module提供了一个思路以及一个参考实现。

如果觉得上面的安装配置步骤有些繁琐，有兴趣深入的朋友可以将上述几个程序(goproxy, nginx, govanityurls)打到一个容器镜像中，实现一键安装设置。

参考资料

[1] Go 1.11版本: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNzM0MDk0Mg==&mid=100000482&idx=1&sn=b5a588b8b4cd63ac57b29ee6e64438aa&chksm=6863e5035f146c152ae2a7460dea924df4b14a56bbcbee1966934abed3fcfd492bc6f56928b2#rd

[2] Go module proxy协议规范: https://pkg.go.dev/cmd/go@master#hdr-Module_proxy_protocol

[3] athens: https://tonybai.com/2018/11/26/hello-go-module-proxy/

[4] goproxy.cn: https://github.com/goproxy/goproxy

[5] goproxy.io: https://github.com/goproxyio/goproxy

[6] 企业内部部署的方法: https://goproxy.io/zh/docs/enterprise.html

[7] 方案不止一种: https://tonybai.com/2020/11/15/another-approach-to-customize-package-import-path

[8] govanityurls: https://tonybai.com/2017/06/30/go-get-go-packages-in-private-code-repo-by-govanityurls

[9] 我以前的文章: https://tonybai.com/2017/06/28/set-custom-go-get-import-path-for-go-package

[10] govanityurls: https://github.com/GoogleCloudPlatform/govanityurls

[11] Jaana B.Dogan: https://rakyll.org

[12] 实现自定义Go包的go get导入路径: https://tonybai.com/2017/06/30/go-get-go-packages-in-private-code-repo-by-govanityurls/

[13] etcd: https://github.com/etcd-io/etcd

[14] 一个repo管理多个go module: https://golang.google.cn/doc/modules/managing-source#multiple-module-source

[15] 改善Go语⾔编程质量的50个有效实践: https://www.imooc.com/read/87

[16] Kubernetes实战：高可用集群搭建、配置、运维与应用: https://coding.imooc.com/class/284.html

[17] 我爱发短信: https://51smspush.com/

[18] 链接地址: https://m.do.co/c/bff6eed92687

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