Cobra 简介

Cobra 是一个流行的 Go 语言库，用于创建强大且灵活的命令行应用程序。它由 spf13 开发，设计用于与 Go 生态系统中的其他流行库（如 Viper 配置库）无缝集成。Cobra 支持多级命令结构，允许定义根命令和任意数量的子命令，还可以轻松处理全局和本地标志。它自动生成帮助和使用信息，并支持 Bash、Zsh、Fish 和 PowerShell 的命令补全。此外，Cobra 能够生成 Markdown 格式的文档，使文档维护更加便捷。通过与 Viper 集成，Cobra 能处理配置文件和环境变量，为开发者提供了强大的工具集，使创建复杂的 Client 工具变得简单高效。Cobra 广泛应用于各种 Go 项目中，提升了 Client 应用的开发体验和维护效率。

下面是 Cobra 主要的功能：

支持多级命令结构：轻松定义根命令和任意数量的子命令，组织复杂的命令行应用。
处理全局和本地标志：解析和处理命令行参数，支持全局标志和局部标志。
自动生成帮助和使用信息：根据命令和标志自动生成详细的帮助和使用信息。
支持命令补全：提供 Bash、Zsh、Fish 和 PowerShell 的命令补全脚本，提升用户体验。
生成 Markdown 格式的文档：自动生成命令行工具的 Markdown 格式文档，方便文档维护。

Cobra 的使用非常广泛，特别是在云原生和 DevOps 工具中。下面是使用 Cobra 构建 CLI 工具的知名工具：

Kubernetes (k8s)：这个流行的容器编排平台的命令行工具 kubectl 就是使用 Cobra 构建的。
Docker：Docker CLI 也是基于 Cobra 开发的。
Hugo：这个流行的静态网站生成器使用 Cobra 来构建其命令行界面。
GitHub CLI：GitHub 的官方命令行工具 gh 也使用了 Cobra。
CoreDNS：这个灵活可扩展的 DNS 服务器使用 Cobra 来管理其命令行接口。

下面让我们一起进入正题，Cobra 上手教程。

Cobra 上手教程

第一步我们要创建一个项目，然后为项目安装 Cobra ：

go get -u github.com/spf13/cobra@latest

我们在 main.go 中添加如下代码来创建第一个命令行工具：

package main  

import (  
    "fmt"  
    "github.com/spf13/cobra"    "log")  

func main() {  
    funCmd := &cobra.Command{  
       Use:   "fun",  
       Short: "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!",  
       Long:  "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!,使用Cobra构建命令行工具,实现简单的命令行功能",  
       Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
          fmt.Println("Hello, FunTester!")  
       },  
    }  

    if err := funCmd.Execute(); err != nil {  
       log.Fatal(err)  
    }  
}

这是参数的解释：

Use: 命令的使用方法，通常是命令的名称。
Short: 简短描述，在帮助信息中显示。
Long: 详细描述，在帮助信息中显示。
Run: 命令执行时的函数。

我们本地编译执行 ./funtester ，控制台就会打印

Hello, FunTester!

接收参数

在 Cobra 中，处理命令行参数是构建命令行应用的核心部分。Cobra 提供了多种方式来接收和处理参数，包括标志（flags）和位置参数（arguments）。

flags 参数

标志是用于提供额外信息的参数，通常以 --flag=value 或 -f value 形式出现。Cobra 支持全局标志和本地标志，标志可以是布尔型、整数型、浮点型或字符串型。

我们可以在原来的程序中，创建 funCmd 之后添加这么一段代码：

// 添加命令行参数,并设置默认值,使用StringVarP方法,第一个参数是指针,第二个参数是命令行参数名称,第三个参数是命令行参数的简写,第四个参数是默认值,第五个参数是命令行参数的描述  
funCmd.Flags().StringP("name", "n", "FunTester", "姓名,用于打印")

然后我们在参数 Run 参数中这么处理：

Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
    name, err := cmd.Flags().GetString("name")  
    if err == nil {  
       fmt.Printf("Hello, %s ! \n", name)  
    } else {  
       fmt.Println(fmt.Sprintln(err))  
    }  
},

这样我们就可以接收参数了，使用方法如下：

╰─⠠⠵ ./funtester --name FunTester001
Hello, FunTester001 ! 
╰─⠠⠵ ./funtester -n FunTester002
Hello, FunTester002 !

同样地，Cobra 还提供了整型和浮点型数据接收和获取方法，这里就不一一展示了。完整代码如下：

package main  

import (  
    "fmt"  
    "github.com/spf13/cobra"    "log")  

func main() {  
    funCmd := &cobra.Command{  
       Use:   "fun",  
       Short: "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!",  
       Long:  "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!,使用Cobra构建命令行工具,实现简单的命令行功能",  
       Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
          name, err := cmd.Flags().GetString("name")  
          if err == nil {  
             fmt.Printf("Hello, %s age: %s ! \n", name, age)  
          } else {  
             fmt.Println(fmt.Sprintln(err))  
          }  
       },  
    }  
    // 添加命令行参数,并设置默认值,使用StringVarP方法,第一个参数是指针,第二个参数是命令行参数名称,第三个参数是命令行参数的简写,第四个参数是默认值,第五个参数是命令行参数的描述  
    funCmd.Flags().StringP("name", "n", "FunTester", "姓名,用于打印")  
    if err := funCmd.Execute(); err != nil {  
       log.Fatal(err)  
    }  
}

如果我们想直接使用当前的属性或者对象接收参数值，我们可以用下面的方法：

package main  

import (  
    "fmt"  
    "github.com/spf13/cobra"    "log")  

func main() {  
    var name string  
    funCmd := &cobra.Command{  
       Use:   "fun",  
       Short: "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!",  
       Long:  "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!,使用Cobra构建命令行工具,实现简单的命令行功能",  
       Args:  cobra.ExactArgs(1), // 限制参数个数,只能有一个参数,否则报错  
       Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
          fmt.Printf("Hello, %s ! \n", name)  
       },  
    }  
    // 添加命令行参数,并设置默认值,和提示信息,以及参数的简写,和参数的使用说明  
    funCmd.Flags().StringVarP(&name, "name", "n", "FunTester", "姓名,用于打印")  
    if err := funCmd.Execute(); err != nil {  
       log.Fatal(err)  
    }  
}

如果我们定义一些必传参数，可以用下面的语法：

funCmd.MarkFlagRequired("name")

位置参数

位置参数是命令行中紧跟在命令后面的参数，它们不以 --flag 的形式出现。位置参数可以是必需的，也可以是可选的。

我们在上一版代码的基础上添加新的代码，增加了 Args 参数控制位置参数的个数，然后在 Run 参数中处理位置参数。完整代码如下：

package main  

import (  
    "fmt"  
    "github.com/spf13/cobra"    "log")  

func main() {  
    funCmd := &cobra.Command{  
       Use:   "fun",  
       Short: "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!",  
       Long:  "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!,使用Cobra构建命令行工具,实现简单的命令行功能",  
       Args:  cobra.ExactArgs(1), // 限制参数个数,只能有一个参数,否则报错  
       Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
          age := args[0]  
          name, err := cmd.Flags().GetString("name")  
          if err == nil {  
             fmt.Printf("Hello, %s age: %s ! \n", name, age)  
          } else {  
             fmt.Println(fmt.Sprintln(err))  
          }  
       },  
    }  
    // 添加命令行参数,并设置默认值,使用StringVarP方法,第一个参数是指针,第二个参数是命令行参数名称,第三个参数是命令行参数的简写,第四个参数是默认值,第五个参数是命令行参数的描述  
    funCmd.Flags().StringP("name", "n", "FunTester", "姓名,用于打印")  
    if err := funCmd.Execute(); err != nil {  
       log.Fatal(err)  
    }  
}

下面我们来编译执行看看。

╰─⠠⠵ ./funtester 123 --name FunTester002
Hello, FunTester002 age: 123 ! 
╰─⠠⠵ ./funtester  --name FunTester002 3242
Hello, FunTester002 age: 3242 ! 
╰─⠠⠵ ./funtester --name FunTester002    
Error: accepts 1 arg(s), received 0
Usage:
  fun [flags]

Flags:
  -h, --help          help for fun
  -n, --name string   姓名,用于打印 (default "FunTester")

2024/07/26 15:21:23 accepts 1 arg(s), received 0

可以看出，位置参数无论在前还是在后，都不影响，但是如果缺少，就会报错。不得不说，Cobra 兼容性还不错。

如果我们位置参数数量不固定，对于参数的要求也比较多，可以参考 cobra.PositionalArgs 来解决，这里定义：

type PositionalArgs func(cmd *Command, args []string) error

下面是 Cobra 提供的几种实现类型：

在 Cobra 中，PositionalArgs 是一个用于定义和验证命令行位置参数的类型。它允许你指定命令的参数数量和验证规则。以下是几种常见的 PositionalArgs 验证函数以及如何使用它们的示例：

常见的 `PositionalArgs` 验证函数

cobra.NoArgs：不接受任何位置参数。
cobra.ArbitraryArgs：接受任意数量的位置参数。
cobra.ExactArgs(n int)：接受确切数量的参数。
cobra.MinimumNArgs(n int)：接受至少 n 个参数。
cobra.MaximumNArgs(n int)：接受最多 n 个参数.
cobra.RangeArgs(min, max int)：接受参数数量在指定范围内（包括边界）。

示例代码

以下是一些使用 PositionalArgs 验证函数的示例：

cobra.NoArgs: 不接受任何位置参数。
cobra.ArbitraryArgs: 接受任意数量的位置参数。
cobra.ExactArgs(n int): 接受确切数量的参数。
cobra.MinimumNArgs(n int): 接受至少 n 个参数。
cobra.MaximumNArgs(n int): 接受最多 n 个参数。
cobra.RangeArgs(min, max int): 接受参数数量在指定范围内。

这些验证函数使得处理和验证命令行参数变得更加简单和直观。根据应用的需求选择合适的 PositionalArgs 函数，可以确保用户提供正确数量和类型的参数，从而提高应用的可靠性和用户体验。

全局共享标志

在 Cobra 中，PersistentFlags 是用于在所有命令（包括子命令）中共享的标志。PersistentFlags 通常用于定义全局设置或配置参数，这些参数在所有命令中都可以使用。

使用方法如下：

// 为命令添加参数,默认值为FunTester  
funCmd.PersistentFlags().StringP("name", "n", "FunTester", "姓名,用于打印")

这个方法通常在构建子命令的时候用到，在父命令添加标志，所有的子命令也同时会拥有同样的标识。

子命令

在 Cobra 中，子命令（Subcommands）是命令行工具的一部分，使得工具能够包含多个操作或功能，每个子命令都可以有自己的标志和参数。子命令让命令行工具更加模块化和灵活。

下面是一个简单的例子：

package main  

import (  
    "fmt"  
    "github.com/spf13/cobra"    "log")  

func main() {  
    var name string  
    funCmd := &cobra.Command{  
       Use:   "fun",  
       Short: "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!",  
       Long:  "Demo of Cobra,打印 FunTester !!!,使用Cobra构建命令行工具,实现简单的命令行功能",  
       Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
          fmt.Printf("Hello, %s ! \n", name)  
       },  
    }  
    // 为命令添加参数,默认值为FunTester  
    funCmd.PersistentFlags().StringVarP(&name, "name", "n", "FunTester", "姓名,用于打印")  
    funCmd.MarkFlagRequired("name") // 标记为必须参数  
    sub := &cobra.Command{  
       Use:   "sub",  
       Short: "sub command",  
       Run: func(cmd *cobra.Command, args []string) {  
          fmt.Println("sub command print: " + name)  
       },  
    }  
    funCmd.AddCommand(sub)  
    if err := funCmd.Execute(); err != nil {  
       log.Fatal(err)  
    }  
}

使用方法如下：

╰─⠠⠵ ./funtester sub --name FunTester002 32432
sub command print: FunTester002

其他

Cobra 其他一些高级功能，暂时还用不到，有兴趣的可以自行研究研究。PS：要生成 Markdown 文档并将其转换为 man 页面格式，可以使用 github.com/cpuguy83/go-md2man/v2/md2man 包。也可以使用 --help 来获取自动生成的提示信息。

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