关于go语言的那点事
本篇是语言讨论的“传统项目”。每个写go语言讨论的人,都会介绍它的发展历程,应用领域,优缺点和特点来介绍go语言的那点事,当然这点事只是我从我的视角来看的。当然如果你有自己对go语言的看法,那就更好了,欢迎讨论!
“经典”简介
go语言由google公司开源的用于提高程序员编程效率的编程语言。它是一门简单易学,静态编译,原生并发以及向后兼容性的高效快捷的轻量级语言。
发展历程
目前go语言每半年会迭代一个新版本,从2012年的go1.0开始,已经历经21个版本,目前已经到了go1.20,从2015年开始进入快速发展期,以用于大型项目的工程语言进入人们的视野。
go语言在go1.1-g1.4时还不具备工程化的条件,但在go1.5时开始具备工程化的条件,这是因为(1)在go1.5之前的版本golang采用的是c语言编译器,(2)gc的STW时间会很长,(3)第三方包没有合理的存放位置。
而在go1.5版本开始实现go语言自举,在这个版本里开始采用三色标记法,这使得golang的gc时间大幅下降,经过go1.6-go1.7的改进,使得golang的STW时间大幅缩短,另外在这个版本开始实验vender机制。
这三个特性的加入使得golang在2015年之后开始火爆的原因,在go1.7正式使用vender机制,在go1.9版本STW时间缩短至100us以内,为此golang在go1.9版本已经完全具备工程化的条件。
之后golang在go1.11版本开始实验go mod机制以替换vender机制,在go1.13正式引入go mod机制,彻底解决了第三方库的版本问题,在go1.18版本中实验golang的泛型特性,而在go1.20版本中正式引入golang的泛型特性。
应用场景
go语言用于云原生开发,命令行接口,网站开发,运维开发领域以及存储开发。注意我这里介绍go语言的应用场景来自go语言官网实际上,你会发现go语言还能应用于其他领域,如数字货币(以太坊),物联网等等(因为我不熟悉这些领域,所以我可以假装不知道吗?)
云和网络服务
随着docker和kubernetes等杀手级应用的出现和发展,golang逐渐成为云和网络服务领域中举足轻重的语言,目前由超过75%的云原生计算基金项目都是使用go语言开发的。
命令行接口
对于命令行接口应用,go语言能够将其快速地构建成二进制程序,提供跨平台工作的开发方式以及强大的社区支持。我们可以在windows或者mac上开发或者调试,在Linux上编译部署。它通过静态编译构建的二进制程序即插即用,几乎不需要任何其他依赖。
例如,hub是github推出的用于辅助git的命令行工具,它是用go语言编写的。另外如greenplum的gpbackup和gprestore也是用go语言编写的。
网站
go语言不仅天生支持高并发,能以极小的开销约4K的内存启动一个携程goroutine,而且go语言的标准库对于web开发的强大支持,能让业务人员专注于业务开发,这些使得go语言在网站开发方面占有一席之地。
注意go语言其实已经有gin以及beego这样成熟的web框架,甚至有人已经将gin,vue3结合起来gin-vue-admin这样的项目。我的建议是如果你写的web服务很简单,那么go语言标准库基本已经够用,否则请选择上述框架。
运维
go语言在运维开发编写脚本时拥有大量优秀的标准库支持。另外,go语言还提供了丰富的工具链帮助用于编写高效、健壮以及可维护性强的程序。
目前在运维开发领域,使用go语言开发优秀的项目有类似于zabbix的Prometheus,将运维数据可视化的grafana,用于容器CI/CD的Docker CI/CD等等
存储
go语言是带有gc,高性能并且高并发的特点,为此在存储领域也有比较好的发展。例如分布式数据库tidb(sql层使用go语言开发)、时序性数据库influxdb、分布式kv存储etcd以及分布式消息队列nsq都是其中的佼佼者。
优点
简单易学
sum := 0
for i := 0; i < 30; i ++ {
if i % 2 == 0 {
sum += i
}
}
fmt.Println(sum)
go语言许多语法和C语言很相似,学习难度和python类似,学习成本较低,大约1-2周初学者就能开发一些实用的小程序。当然如果你学过C语言,你将更快入门go语言
即插即用
go语言采用静态编译的方式,产生出的二进制程序即插即用,几乎无需其他依赖。
原生并发
c := make(chan int)
go func() {
for {
select {
case e, ok := <-c:
if !ok {
return
}
fmt.Println(e)
}
}
}()
a := []int{5,2,4,3,1}
for _, v := range a {
c <- v
}
close(c)
go语言可以很容易地实现并发编程,通过保留字go即可实现,使用chan实现携程间通信,你可以认为chan是一个加锁的队列或者消息管道。
如上,代码通过保留字go调用匿名函数启动了一个携程,并且通过chan向这个携程传值。
注意:chan的传入并非是全局变量而是因为go语言匿名函数的闭包特性。
社区支持
go语言虽然历经时间不多,但是它的社区支持极为强大,如上go语言目前支持常用数据库的访问。
向后兼容性承诺
使用go语言编写的代码会被其之后版本的go语言兼容,例如你用go语言1.8写了代码,那么几乎不用做出任何更改在go语言1.17中直接编译使用。这就意味着通过这个承诺,你几乎无需修改代码就能让go语言代码享受新版本带来的性能提升。
强大的标准库以及丰富的工具链
优秀的编译运行速度
go语言不仅有着c/c++,java等传统编译语言无法企及的编译速度,又有类似于c/c++的运行速度,这些让程序员有更好的编程体验。当然据说这是Google公司的阴谋,让程序员有“更多时间工作”。
缺点
- go语言对GUI用户界面支持不够完善,需要额外的qt库支持或者采用wasm技术。
- go语言对机器学习方面支持不够完善,存在神经网络和go语言对应库对接成本。
- go语言不支持aix7.2以下的aix操作系统,这是由于go语言底层有少量通过汇编写成,对硬件有部分要求。
- go语言对移动端app开发支持不够完善,在api使用上存在限制。
- gol语言缺乏对传统异常捕获机制的支持,需要通过大量的if语句去判定其是否有有异常。
特点
这是相较于c/c++ ,java,javascript以及python等主流语言不一样的地方,不算是优点也不算是缺点的语言特性
多返回值
由于基本上目前的主流语言的函数都是单返回值,而golang为了使错误能够被返回,采用了含有多返回值的函数,如下:
func Write(data []byte) (n int, err error)
还有表达式中也可以使用多返回值,例如交换a,b可以写成
a:= 1
b:= 2
a,b = b,a
还有前面提到的
for _, v := range a {
c <- v
}
以及
select {
case e, ok := <-c:
if !ok {
return
}
fmt.Println(e)
}
公有私有
golang并非通过指定关键字private和public去实现面向对象的封装特性,而是通过大小写去指定成员是否公有和私有,在下述代码中,writer包外的只能访问公有的成员变量,函数,或者方法。
package writer
import (
"os"
)
var (
OsType = "Linux" //公有变量
osType = "linux" //私有变量
)
type FileWriter struct {
Filename string //共有成员变量
f * os.file //私有成员变量
}
//公有函数
func NewFileWriter(filename string) (*FileWriter, error){
return newFileWriter(filename)
}
//私有函数
func newFileWriter(filename string) (fw *FileWriter, err error){
fw = &FileWriter{
Filename:filename,
}
err = fw.createFile()
return
}
//公有方法
func (w *FileWriter) Write(data []byte) (n int, err error){
return w.f.Write(data)
}
//公有方法
func (w *FileWriter) Close() (err error){
return w.f.Close()
}
//私有方法
func (w *FileWriter) createFile() (err error){
w.f, err = os.Create(w.Filename)
if err != nil{
return err
}
return
}
面向接口
golang由于采用了静态编译的方式,使得golang无法在运行时加载,为此它使用组合而没有继承,使用面向接口来实现面向对象的多态特性,这样更容易写出高内聚低耦合的代码。
例如我们定义一个接口
type Writer interface {
Write(data []byte) (n int, err error)
}
然后上述代码中的FileWriter已经实现该接口
type FileWriter struct {
filename string
f * os.file
}
func (w *FileWriter) Write(data []byte) (n int, err error){
return w.f.Write(data)
}
网络同步编程
网络编程往往如下图采用异步回调的方式去完成事件处理。
但是在golang中网络编程可以使用同步模式去完成,这可能不是一个很好的例子。
func HandleConn(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
for {
buf := make([]byte, 1024)
cnt, err := conn.Read(buf)
if err != nil {
//请处理错误
}
//处理信息
}
}
func main() {
listen, err := net.Listen("tcp", ":8888")
if err != nil {
//处理错误
return
}
for {
conn, err := listen.Accept()
if err != nil {
//处理错误
return
}
go HandleConn(conn)
}
}