使用Golang开发微信公众平台-接收文本消息

一旦接入验证成功,成为正式开发者,你可能会迫不及待地想通过手机微信发送一条"Hello, Wechat”到你的公众号服务器。不过上一篇的那个程序还无法处理手机提交的文本消息,本篇将介绍如何用Golang编写公众号程序来接收手机端发送的 文本消息以及回复响应消息。

根据微信公众平台开发文档中描述:“当普通微信用户向公众账号发消息时,微信服务器将POST消息的XML数据包到开发者填写的URL上”。我们 用一个示意图展示一下这个消息流程:

微信服务器通过一个HTTP Post请求将终端用户发送的消息转发给公众号服务器,消息内容被包装在HTTP Post Request的Body中。数据包以XML格式存储,文本类消息XML格式样例如下(引自微信公众平台开发文档):

数据包中各个字段的含义都显而易见,我们重点关注的时Content这个字段填写的内容,也就是终端用户发送的消息内容。为了得到这个字段值,我 们需要解析微信服务器发来的HTTP Post包的Body。

在“接入验证”一文中我们提到过,微信服务器发起的请求都带有验证字段,可被公众号服务用于验证HTTP Request是否来自于微信服务器,避免恶意请求。这些用于验证来源的信息,不仅仅在接入验证阶段会发给公众号服务器,在后续微信服务器与公众号服务器 的消息交互过程中,HTTP Request中也都会携带这些信息(注意:没有echostr参数了)。

下面我们来看接收文本消息的Golang程序。

一、接收文本消息

公众号所用的HTTP Server可以沿用“接入验证”一文中的那个main中的Server,我们需要修改的是procRequest函数。

在procRequest函数中,我们保留validateUrl,用于校验请求是否来自于微信服务器。

func procRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        r.ParseForm()
        if !validateUrl(w, r) {
                log.Println("Wechat Service: this http request is not from Wechat platform!")
                return
        }
        log.Println("Wechat Service: validateUrl Ok!")
       
        … …//在此解析HTTP Request Body
}

通过验证后,我们开始解析HTTP Request的Body,Body中的数据是XML格式的,我们可以通过Golang标准库encoding/xml包中提供的函数对Body进行解 析。encoding/xml根据xml字段名与struct字段名或struct tag(struct中每个字段后面反单引号引用的内容,比如xml: "xml")的对应关系将xml数据中的字段值解析到struct的字段中,因此我们需要根据这个xml包的组成定义出对应该格式的struct,这个 struct定义如下:

type TextRequestBody struct {
        XMLName      xml.Name `xml:"xml"`
        ToUserName   string
        FromUserName string
        CreateTime   time.Duration
        MsgType      string
        Content      string
        MsgId        int
}

其中FromUserName是发送方账号,这是一个OpenID,每个微信用户针对某个关注的公众号都有唯一OpenID。举个例 子:"tonybai"这个微信用户,关注了"GoNuts"和"GoDev"两个公众号,则"tonybai"发给GoNuts的消息中的 OpenID是“tonybai-gonuts”,而tonybai发给GoDev的消息中的OpenID则是“tonybai-godev”。

MsgId是一个64位整型,可用于消息排重。对于一个HTTP Post,微信服务器在五秒内如果收不到响应会断掉连接,并且针对该消息重新发起请求,总共重试三次。严谨的公众号服务端实现是应该实现消息排重功能的。

通过encoding/xml包中的Unmarshal函数,我们将上面的xml数据转换为一个TextRequestBody实例,具体代码如 下:

//recvtextmsg_unencrypt.go
func parseTextRequestBody(r *http.Request) *TextRequestBody {
        body, err := ioutil.ReadAll(r.Body)
        if err != nil {
                log.Fatal(err)
                return nil
        }
        fmt.Println(string(body))
        requestBody := &TextRequestBody{}
        xml.Unmarshal(body, requestBody)
        return requestBody
}

func procRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        r.ParseForm()
        if !validateUrl(w, r) {
                log.Println("Wechat Service: this http request is not from Wechat platform!")
                return
        }

        if r.Method == "POST" {
                textRequestBody := parseTextRequestBody(r)
                if textRequestBody != nil {
                        fmt.Printf("Wechat Service: Recv text msg [%s] from user [%s]!",
                                textRequestBody.Content,
                                textRequestBody.FromUserName)
                }
        }
}

构建并执行该程序:

$>sudo ./recvtextmsg_unencrypt
2014/12/19 08:03:27 Wechat Service: Start!

通过手机微信或公众开发平台提供的页面调试工具发送"Hello, Wechat",我们可以看到如下输出:

2014/12/19 08:05:51 Wechat Service: validateUrl Ok!
Wechat Service: Recv text msg [Hello, Wechat] from user [oBQcwuAbKpiSAbbvd_DEZg7q27QI]!

上述接收"Hello, Wechat"文本消息的Http抓包分析文本如下(Copy from wireshark output):

POST /?signature=9b8233c4ef635eaf5b9545dc196da6661ee039b0&timestamp=1418976343&nonce=1368270896 HTTP/1.0\r\n
User-Agent: Mozilla/4.0\r\n
Accept: */*\r\n
Host: wechat.tonybai.com\r\n
Pragma: no-cache\r\n
Content-Length: 286\r\n
Content-Type: text/xml\r\n

公众号服务器给微信服务器返回的HTTP Post Response为:

HTTP/1.0 200 OK\r\n
Date: Fri, 19 Dec 2014 08:05:51 GMT\r\n
Content-Length: 0\r\n
Content-Type: text/plain; charset=utf-8\r\n

二、响应文本消息

上面的例子中,终端用户发送"Hello, Wechat",虽然公众号服务器成功接收到了这段内容,但终端用户并没有得到响应,这显然不那么友好!这里我们来给终端用户补发一个文本消息的响 应:Hello,用户OpenID。

这类响应消息可以通过HTTP Post Request的Response包携带,将数据放入Response包的Body中,当然也可以单独向微信公众平台发起请求(后话)。微信公众平台开发 文档中关于被动的文本消息响应的定义如下:

这与前面的接收消息结构极其类似,字段含义也不说自明。Golang encoding/xml中的Marshal(和MarshalIndent)函数提供了将struct编码为XML数据流的功能,它是 Unmarshal的逆过程,Golang实现回复 文本响应消息的代码如下:

type TextResponseBody struct {
        XMLName      xml.Name `xml:"xml"`
        ToUserName   string
        FromUserName string
        CreateTime   time.Duration
        MsgType      string
        Content      string
}

func makeTextResponseBody(fromUserName, toUserName, content string) ([]byte, error) {
        textResponseBody := &TextResponseBody{}
        textResponseBody.FromUserName = fromUserName
        textResponseBody.ToUserName = toUserName
        textResponseBody.MsgType = "text"
        textResponseBody.Content = content
        textResponseBody.CreateTime = time.Duration(time.Now().Unix())
        return xml.MarshalIndent(textResponseBody, " ", "  ")
}

func procRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        r.ParseForm()
        if !validateUrl(w, r) {
                log.Println("Wechat Service: this http request is not from Wechat platform!")
                return
        }

        if r.Method == "POST" {
                textRequestBody := parseTextRequestBody(r)
                if textRequestBody != nil {
                        fmt.Printf("Wechat Service: Recv text msg [%s] from user [%s]!",
                                textRequestBody.Content,
                                textRequestBody.FromUserName)
                        responseTextBody, err := makeTextResponseBody(textRequestBody.ToUserName,
                                textRequestBody.FromUserName,
                                "Hello, "+textRequestBody.FromUserName)
                        if err != nil {
                                log.Println("Wechat Service: makeTextResponseBody error: ", err)
                                return
                        }
                        fmt.Fprintf(w, string(responseTextBody))
                }
        }
}

编译执行上面程序后,通过手机微信或网页调试工具发送一条"Hello, Wechat"到公众号,公众号会响应如下信息:“Hello, oBQcwuAbKpiSAbbvd_DEZg7q27QI",手机端微信会正确接收该响应。

上述响应的抓包分析如下。公众号服务器给微信服务器返回的HTTP Post Response为:

HTTP/1.0 200 OK\r\n
Date: Fri, 19 Dec 2014 09:03:55 GMT\r\n
Content-Length: 220\r\n
Content-Type: text/plain; charset=utf-8\r\n

\r\n
<xml><ToUserName>oBQcwuAbKpiSAbbvd_DEZg7q27QI</ToUserName><FromUserName>gh_xxxxxxxx</FromUserName><CreateTime>1418979835</CreateTime><MsgType>text</MsgType><Content>Hello, oBQcwuAbKpiSAbbvd_DEZg7q27QI</Content></xml>

三、关于Content-Type设置

虽然Content-Type为:text/plain; charset=utf-8的 响应信息可以被微信平台正确解析,但通过抓取微信平台给公众号服务器发送的HTTP Post Request来看,在发送xml数据时微信服务器用的Content-Type为Content-Type: text/xml。我们的响应信息Body也是xml数据包,我们能否为响应信息重新设置Content-Type为 text/xml呢?我们可以通过如下代码设置:

w.Header().Set("Content-Type", "text/xml")
fmt.Fprintf(w, string(responseTextBody))

不过奇怪的是我通过AWS EC2上抓包得到的Content-Type始终是“text/plain; charset=utf-8”。但利用ngrok映射到本地端口后抓包看到的却是正确的"text/xml",在AWS本地用 curl -d xxx.xxx.xxx.xxx测试公众号服务程序而抓到的包也是正确的。通过代码没看出什么端倪,因为逻辑上显式设置Header的Content- Type后,Go标准库不会在sniff内容的格式了。

通过ngrok映射本地80端口后,得到的HTTP Post Response抓包分析文字:

HTTP/1.1 200 OK\r\n
Content-Type: text/xml\r\n
Date: Sat, 20 Dec 2014 04:29:16 GMT\r\n
Content-Length: 220\r\n

xml数据包这里忽略。

四、CDATA的使用

从抓包可以看到,我们回复的响应中的XML数据包是不带CDATA,即便这样微信客户端接收也没有问题。但这并未严遵循协议样例。

XML下CDATA含义是:在标记CDATA下,所有的标记、实体引用都被忽略,而被XML处理程序一视同仁地当做字符数据看待,CDATA的形 式如下:

<![CDATA[文本内容]]>

我们尝试加上为每个文本类型的字段值上直接添加CDATA标记。

func value2CDATA(v string) string {
        return "<![CDATA[" + v + "]]>"
}

func makeTextResponseBody(fromUserName, toUserName, content string) ([]byte, error) {
        textResponseBody := &TextResponseBody{}
        textResponseBody.FromUserName = value2CDATA(fromUserName)
        textResponseBody.ToUserName = value2CDATA(toUserName)
        textResponseBody.MsgType = value2CDATA("text")
        textResponseBody.Content = value2CDATA(content)
        textResponseBody.CreateTime = time.Duration(time.Now().Unix())
        return xml.MarshalIndent(textResponseBody, " ", "  ")
}

这样修改后,我们试着发一条消息给微信公众号平台,不过结果并不正确。手机微信无法收到响应信息,并显示“该公众号暂时无法提供服务,请稍后再 试”。通过Println输出Body可以看到:

<xml><ToUserName>&lt;![CDATA[oBQcwuAbKpiSAbbvd_DEZg7q27QI]]&gt;&lt;![CDATA[gh_1fd4719f81fe]]&gt;</FromUserName><CreateTime>1419051400</CreateTime><MsgType>&lt;![CDATA[text]]&gt;</MsgType><Content>&lt;![CDATA[Hello, oBQcwuAbKpiSAbbvd_DEZg7q27QI]]&gt;</Content></xml>

可以看到左右尖括号分别被转义为&lt;和&gt;了,这显然不是我们想要的结果。那如何加入CDATA标记呢。Golang并 不直接显式支持生成CDATA字段的xml流,我们只能间接实现。前面提到过struct定义时的struct tag,golang xml包规定:"a field with tag ",innerxml" is written verbatim, not subject to the usual marshalling procedure"。 大致的意思是如果一个字段的struct tag是",innerxml",则Marshal时字段值原封不动,不提交给通常的marshalling程序。我们就利用innerxml来实现 CDATA标记。

type TextResponseBody struct {
        XMLName      xml.Name `xml:"xml"`
        ToUserName   CDATAText
        FromUserName CDATAText
        CreateTime   time.Duration
        MsgType      CDATAText
        Content      CDATAText
}

type CDATAText struct {
        Text string `xml:",innerxml"`
}

func value2CDATA(v string) CDATAText {
        return CDATAText{"<![CDATA[" + v + "]]>"}
}

编译程序后测试,这回CDATA标记正确了,微信客户端也收到的响应信息。

五、用ngrok在本地调试微信公众平台接口

在“接入验证”一文中,我们建议申请诸如AWS EC2来应对微信公众平台接口开发,但其方便程度毕竟不如本地。网上一开源工具ngrok可以帮助我们实现本地调试微信公众平台接口。

使用ngrok的步骤如下:

1、下载ngrok
 ngrok也是使用golang实现的,因此主流平台都支持。ngrok下载后就是一个可执行的二进制文件,可直接执行(放在PATH路径 下)。

2、注册ngrok
到ngrok.com上注册一个账号,注册成功后,就能看到ngrok.com为你分配的auth token,把这个auth token放到~/.ngrok中:

auth_token:YOUR_AUTH_TOKEN

3、执行ngrok

$ngrok 80

ngrok                                                                                                                                                           (Ctrl+C to quit)

Tunnel Status                 online
Version                       1.7/1.6
Forwarding                    http://xxxxxxxx.ngrok.com -> 127.0.0.1:80
Forwarding                    https://xxxxxxxx.ngrok.com -> 127.0.0.1:80
Web Interface                 127.0.0.1:4040
# Conn                        1
Avg Conn Time                 1.90ms

其中"xxxxxxxx.ngrok.com"就是ngrok为你分配的子域名。

在你的微信开发者中心将这个地址配置到URL字段中,提交验证,验证消息就会顺着ngrok建立的隧道流到你的local机器的80端口上。

另外本地调试抓包,要用loopback网口,比如:
$sudo tcpdump -w http.cap -i lo0 tcp port 80

本篇文章涉及的代码在这里可以找到。

使用Golang开发微信公众平台-接入验证

今年我涉猎的领域有些“广泛”,并且有那么一点“跳跃”:从上半年的终端(游戏)开发到下半年golangdocker以及目前将要提及的微信公众平台 接口开发,似乎有些远离了老本行C以及技术管理的内容。但在这个转型以及创新驱动的时代,这显然是顺势而为。寻求与新兴领域的主动接轨,在实打实的实践 中,扩大了自己的视野,并可以进一步甄别发现适合自己的领域。

移动互联网时代,微信平台一枝独秀,是社交领域的巨人,但其诞生也才不到4年。微信平台的发展前景十分广阔,企鹅公司将其打造为人与人、人与物、物与物的统一、万能入口之雄心不变,因此围绕微信平台广大开发者依旧有诸多机会。

微信公众平台接口应该算是微信平台首批对外开放的接口吧。公众平台相对成熟,但其业务模式依旧在演进和创新。公众平台接口的开发并非不难,上手几个月就可 以写成一本诸如“微信公众平台应用开发实践”的事情就发生在你我眼前,因此这里后续有关微信公众平台接口开发的文章也都是一些入门级的,我个人也是边学 习,边实践,边记录,边分享,就像上半年写Cocos2d-x文章那样。

一、公众号申请(可选

本着“再小的个体,也有自己的品牌”的微信公众平台产品哲学,只要你是合法自然人类,你就可以到https://mp.weixin.qq.com/上申请一个公众号,一般对于个体而言,只能申请订阅号。

对于具有开发能力的订阅号拥有者,你可以在订阅号的“开发者中心”,启用开发者账号。并且“一旦启用并设置服务器配置后,用户发给公众号的消息以及开发者需要的事件推送,将被微信转发到该URL中”。

不过此时即便你填写相关信息并提交,你也不会通过验证。这正是本篇要告诉你的事情,如何写程序实现微信公众平台的接入验证,后续道来。

二、测试号申请(可选)

正式的订阅号申请有些繁琐,需要提交个人信息,需要审核,不会立即生效。并且未认证的订阅号所能使用的功能接口有限(只能使用普通消息接口),而认证又需 要一笔费用(现价300rmb/次)。对于学习者而言,也许真的没有必要。于是我们在学习开发的过程中可以申请测试号来替代真正的公众号。

测试号是一种体验账号,有效期一年,具有各种功能接口体验权限。测试号可以在http://mp.weixin.qq.com/debug/cgi-bin/sandbox?t=sandbox/login下申请,申请时有一个类似公众号开发者配置的页面需要你填写服务器配置。同样,你需要进行接入验证(后续道来)。

一旦申请成功,可以用终端微信app扫一扫测试号的QR,关注微信平台测试号,用于后续平台接口开发测试。

以上公众号和测试号二选一

三、公众号服务器

为何需要公众号服务器,这就要谈及微信公众平台的架构了。

很多人觉得微信公众平台的业务模式有些类似于若干年前火爆一时的短信增值业务模式-SP/CP模式:

【终端用户】 <—-短信—> 【移动运营商移动增值业务网关】 <—-> 【SP/CP服务器】

微信公众号时代,这个业务模式变成了:

【终端用户】 <—-微信消息—> 【微信公众平台】 <—–> 【公众号服务器】

短信变成了微信,SP/CP变成了公众号。微信公众平台将终端用户发给公众号的信息转发至公众号配置的公众号服务器URL,公众号服务器做业务处理后,将响应信息通过微信公众平台再发给终端用户。因此我们需要实现公众号业务逻辑的公众号服务器。

本文标题里所说的“接入验证”,指的就是微信公众平台对公众号服务器提供服务的URL有效性的验证。我们在填写开发者中心的“接口配置信 息”并提交时,微信公众平台会向配置的公众号服务器的URL发送验证Request,只有公众号服务存在,且按要求返回包含特定信息的Response, 我们才能真正通过微信公众平台的验证,“接口配置信息”才真正生效。

因此我们需要一台放在公网的主机。如果采用Golang开发公众号服务的话,这样的主机只能是独立的VPS,像国内新浪提供的app engine主机不能运行Golang,无法满足要求(当然如果你使用其他语言开发的话,比如PHP,那么可用的主机范围就很广泛了)。

这里建议申请一个亚马逊免费EC2主机(t2.micro型,免费一年,学习够用)用作学习测试使用或者购买像LinodeDigitalOcean的VPS。关于如何申请亚马逊主机可以咨询谷歌和度娘,这里不赘述。

注意:Amazon EC2实例默认采用的时动态IP,instance重启后IP会发生变化。因此可申请分配一个Elastic IP,并绑定在你的EC2实例上,目前绑定instance的Elastic IP是免费的,这个IP在instance重启后不会变更。当你EC2主机到期后,记得释放这个IP,否则就收费了。

四、接入验证逻辑

前面提到过,无论是公众号还是测试号,当你提交配置URL时会收到提交失败的信息,这是微信公众平台接入验证失败所致。在公众平台开发者文档中,关于URL验证逻辑如下:

开发者提交信息(包括URL、Token)后,微信服务器将发送Http Get请求到填写的URL上,GET请求携带四个参数:signature、timestamp、nonce和echostr。公众号服务程序应该按如下要求进行接入验证:

1. 将token、timestamp、nonce三个参数进行字典序排序
2. 将三个参数字符串拼接成一个字符串进行sha1加密
3. 将加密后获得的字符串与signature对比,如果一致,说明该请求来源于微信
4. 如果请求来自于微信,则原样返回echostr参数内容

以上完成后,接入验证就会生效,开发者配置提交就会成功。

列出Http抓包分析后的文本,理解起来就更容易些:

微信服务器发出的验证Request如下:

GET /?signature=d01007dcff994c555bc51d22e154956ccdc61ec5&timestamp=1418970951&nonce=484765335&echostr=qwe1235 HTTP/1.0\r\n
User-Agent: Mozilla/4.0\r\n
Accept: */*\r\n
Host: wechat.tonybai.com\r\n
Pragma: no-cache\r\n
Content-Length: 0\r\n

应答返回如下:
HTTP/1.0 200 OK\r\n
Date: Fri, 19 Dec 2014 06:35:59 GMT\r\n
Content-Length: nn\r\n
Content-Type: text/plain; charset=utf-8\r\n

qwe1235

五、参考实现

环境:AWS t2.micro ubuntu 14.04 x86_64 Server
     go 1.4

Go语言标准库提供了一个强大的http server,我们直接利用这个server来处理微信平台的Url验证请求。另外微信平台发给公众平台服务器的http request都是请求到"/"下的,这样我们的service无需设置太多http route。

//urlvalidation.go
package main

import (
        "crypto/sha1"
        "fmt"
        "io"
        "log"
        "net/http"
        "sort"
        "strings"
)

const (
        token = "wechat4go"
)

func makeSignature(timestamp, nonce string) string {
        sl := []string{token, timestamp, nonce}
        sort.Strings(sl)
        s := sha1.New()
        io.WriteString(s, strings.Join(sl, ""))
        return fmt.Sprintf("%x", s.Sum(nil))
}

func validateUrl(w http.ResponseWriter, r *http.Request) bool {
        timestamp := strings.Join(r.Form["timestamp"], "")
        nonce := strings.Join(r.Form["nonce"], "")
        signatureGen := makeSignature(timestamp, nonce)

        signatureIn := strings.Join(r.Form["signature"], "")
        if signatureGen != signatureIn {
                return false
        }
        echostr := strings.Join(r.Form["echostr"], "")
        fmt.Fprintf(w, echostr)
        return true
}

func procRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        r.ParseForm()
        if !validateUrl(w, r) {
                log.Println("Wechat Service: this http request is not from Wechat platform!")
                return
        }
        log.Println("Wechat Service: validateUrl Ok!")
}

func main() {
        log.Println("Wechat Service: Start!")
        http.HandleFunc("/", procRequest)
        err := http.ListenAndServe(":80", nil)
        if err != nil {
                log.Fatal("Wechat Service: ListenAndServe failed, ", err)
        }
        log.Println("Wechat Service: Stop!")
}

编译这个go源码,执行urlvalidation。

$> urlvalidation
2014/12/18 17:48:10 Wechat Service: Start!
2014/12/18 17:48:10 Wechat Service: ListenAndServe failed, listen tcp :80: bind: permission denied

程序提示没有权限绑定80端口。80端口只有管理员权限才能绑定,因此我们需要通过sudo方式执行validation。

$ sudo ./urlvalidation
2014/12/18 09:56:29 Wechat Service: Start!

接下来我们回到订阅号开发者中心配置页面或测试号服务器配置页面,点击提交。在我们的公众号服务器后台可以看到如下日志:

2014/12/18 09:56:52 Wechat Service: validateUrl Ok!

同时你的提交也会显示成功,Url已经验证通过,你将正式成为开发者。

如果我们随意构造一个http get 请求发给validate程序,比如:

curl -s http://wechat.tonybai.com(比如我的URL为http://wechat.tonybai.com)

那么我们将看到validation输出如下错误日志:

2014/12/18 10:02:07 Wechat Service: this http request is not from Wechat platform!

以上源码文件在这里可以下载。

处于安全考虑,后续订阅号平台均需要对收到的http request进行验证,以确保请求来源于微信公众平台。

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