go 语言介绍

背景

一直有在零散的时间用go写点代码，正好借着最近比较有时间写东西的契机，给这个看着年轻，实际也已经发展10几年，并在当下众多开发领域都有不可忽视作用的语言做个介绍吧

golang 的起点

golang 的诞生可以说是时代造就了它，它也成就了研发工具、云原生和高性能服务开发百花齐放的时代

本节主要参考文章:

Go at Google: Language Design in the Service of Software Engineering
翻译-Google 里的 Go 语言：服务于软件工程的语言设计

煎鱼-为什么要开发 Go 这门新语言？

开发痛点

• 当时谷歌使用的语言：C++、Java 和 Python ，已经不适用于计算层面的需求，对于多核处理、大规模计算 和 web应用编程层面，遇到的问题都只能绕过，而不是直接解决

ced by multicore processors, networked systems, massive computation clusters, and the web programming model

• 软件规模：千万行代码，数千程序员共同维护（言外之意就是效率太低了，语言和开发者两个层面）

• 编译时间太长，几分钟到几小时都有（特别讲了 C++ #include 在编译上的消耗: Dependencies in C and C++）

• 依赖混乱，跨语言构建麻烦

• 难以编写自动化工具

译者注: 结合原文之后的内容来看，最主要的两类问题就是 大规模的 C++ 项目编译时间长，以及多种语言维护成本高的问题

发明者

Robert Griesemer: 参与过谷歌 V8 引擎的开发，Sawzall 语言（谷歌内部用的日志分级打印库，之后被 go 的日志库替代）、JVM 和 strongtalk 系统（用于类型检查，现在不维护了）

Rob Pike：Unix 开发者之一，为 Unix 编写过终端，后续编写过 sam、acme 文本编辑器，再之后和 Ken Thompson 一起创造了 UTF-8

Ken Thompson: Unix 开发者之一，B语言（C语言的前身）的发明者，后面 Dennis Ritchie 基于 B 语言又开发了 C语言。1983 年 Ken 和 Dennis 一同获得了图灵奖

扩展: Russ Cox，你可以在 golang 的很多 issue 中看到他的身影，他也是go代码提交次数最多的

推荐阅读: 图灵奖历届得主、golang talk

吉祥物

名字: Gopher（囊地鼠）

由 Rob Pike 的妻子 Renee French 创作，官网甚至还有细节描述呢

go 是什么样的语言

为了解决前面说的问题，go 必须有下面的特点:

• 高效率、可扩展、满足生产力需求
• 必须有可扩展性，对于代码量多、依赖多、开发者多的大型项目 必须能很好运作
• 自带 GC，并在对象内存申请、释放空间上进行优化，保证GC尽量不影响业务运行
• 符合C的编程习惯，让程序员能丝滑切换（如: 静态类型对象）
• 必须足够现代化，在多核处理、网络、web 应用开发上需要更加方便，也要支持更多新特性，如内置的并发编程方案

时间和版本

golang 版本来源: 从 1.10 到最新

go 语言特点

go 语言特点

本节中，笔者将结合自己平时开发过程中使用到的 go 比较核心的特性进行基本介绍，这些也是 go 和其他编程语言最不同的地方，包括 基本语法、基本指令、函数、关键字、基本类型、打包方式等

语法

• 通过大括号划分代码块，保证大项目下依旧结构清晰
• 不需要分号，虽然加了也不会报错
• 不需要小括号，比如在 if a < b 判断语句、for 循环中的判断，都不需要
• 未使用的 import / 局部变量将报错，保证编译不会引入多余的代码，提升编译效率

执行

• go build: 统一的打包语句
• 编译后生成一个可执行文件

debug

• pprof: 自带性能指标库，可通过火焰图、命令行查看堆栈情况、堆大小、各协程调用耗时等

函数

• 接口不需要显式说明继承，只要实现了接口的方法即算是继承
• 接口可以通过 指针接收器（pointer receiver） 或 **值接收器（value receiver）**实现，分别适合 setter 和 getter 的实现，大对象的方法也适合用 指针接收器 避免频繁拷贝（参考: 什么时候适合用什么接收器？）
• 方法可以作为对象传递，可以作为 map 的 value、声明匿名方法、定义闭包（闭包常用于定义配置方法，如 trpc 的 server.Opts 及其具体实现方法）
• 不支持重载，用开发必须增加少量代码的代价换来了 代码可读性和编译性能（一些讨论）
• 建议使用组合（composition），而不是继承（inheritance）（对比: java 类在多次继承后，要找到只在基类实现的方法的源代码，需要跳很多次才能找到，相反，组合的结构就很清晰，只有一层）

错误处理

• 没有异常机制，通过 error + 函数返回值 直接返回报错，在外部及时处理错误（也促使开发者封装好会出现 error 的代码块，减少主函数的层级）
• 通过 panic + recover 机制捕获协程中发生的严重错误（如空指针）

基本类型和关键字

• 切片（slice）和数组（array）: 切片包含数组、长度（len）和容量（cap）
• map: 非协程安全的 map（slice 也是非协程安全的，go 设计上就是让 channel 成为唯一的协程间通信对象）
• defer: 常用于释放资源、panic 处理
• make: 申请切片、map 和 channel 的空间
• init 方法: 被引用的时候，包内的所有 init 方法会自动执行。单个包内的 init 方法执行顺序按 文件名字段序 -> 方法从上到下 的顺序执行，参考
• 声明对象的方式: 通过 var 指定对象名称和类型，或直接 a := 1，编译器自动识别字段类型
• const: 声明常量
• iota: 枚举，只能是数值
• 空白标识符: 下划线(_)，可用于忽略返回值，迭代 slice 或者 map 时忽略 下标/key，以及 init import（只执行包的 init 方法，不需要显式调用包的资源，如: import _ “net/http/pprof”）
• select case: 多个 Channel 同时读取方式
• 总共只有[25个关键字](https://articles.wesionary.team/know-about-25-keywords-in-go-eca109855d4d)，相比: C99 有 37 个，C++11 有 84 个

原生库和方法

• time: 时间，方法有 time.Parse, time.Now, time.DateTime（常量 2006-01-02 15:04:05）等
• io.ReadAll: 数据流
• bytes.Buffer: 字符串缓冲
• strings、maps、slices: 集合类型的工具方法，如 strings.ReplaceAll、maps.Clone、slices.Sort 等
• regexp: 正则
• net/http: http 核心库
• sort: 1.19 之前的数组排序库
• log/slog: 1.21 新增的日志库，支持等级和格式化打印
• sync: 协程之间同步、状态共享的相关组件库。Mutex: 锁；Once: 只执行一次；WaitGroup: 等待n个协程执行；Pool: 协程间复用对象；Cond: 等待和唤醒

反射

• reflect.TypeOf: 获取对象的具体类型
• reflect.Kind: 获取对象的类别（和类型的区别: 具体值或指针的类别为 interface / pointer，类型可以拿到具体的 struct或接口类型）
• reflect.ValueOf: 获取对象的具体值
• struct tag: 标注 struct 内属性的附加信息，一般用于 json序列化、yaml 内容解析、orm 字段映射等场景

并发

• 协程（Routine）: 用户层的“线程”，通过 go func() 开启并发
• 管道（Channel）: 协程间的通信方式
• 上下文（Context）: 协程间传递数据、父协程控制子协程状态的媒介

运行时（Runtime）

• GPM: Go 进程的核心，协程（Goroutine）、处理器（Processor）、系统线程（Machine）
• GC: 三色标记法、混合写屏障等

包管理

• 从 git 路径引用依赖，没有“官方仓库”的说法，去中心化的设计
• 以 git tag 或者 commit id 作为版本标识
• 对象和方法是否对外可见，通过首字母大小写来标识，大写为开放，简单明了

工具

• gofmt、goformat、staticcheck: 代码格式化
• test、bench、fuzz: 普通测试、并发测试、混沌测试
• doc: 文档，go 的文档可在源码中通过注释编写，并自动生成

以上就是自己常接触的原生库了，可以从 go源码的src目录 更多的实现细节

自己写的和go有关的博客

golang 编程规范查漏补缺

golang-使用 go test 输出单元测试覆盖率

golang-单元测试和mock框架的介绍和推荐

golang-使用 godoc 工具编写代码注释

golang-文章翻译-go高效编程

golang-文章翻译-go常见的10种错误

vscode 使用技巧（vscode+go插件的开发环境）

go 学习方法总结

官网

Go 的官网其实是最好的学习资料，教程、博客、社区动态都有，绝对适合作为入门资料的第一位

下面说明官网中右上角各个栏目的内容

为什么使用 Go（Why Go）

大体就是 Go 在一些通用领域的使用场景，以及在大厂的使用情况

Case Studies: 大厂的使用场景，如 Google、CloudFare、Meta、Netflix 等

Use Cases: 在云服务、网络通信、命令行工具、网页/客户端应用 和 运维和可持续开发（DevOps、SRE）领域的应用
每一个领域下都有比较流行的开源项目的推荐

Security: 如何提升自己工程的安全性，如通过 govulncheck 检查项目存在哪些已知漏洞

Learn

非常适合上手的 go tour，几乎覆盖了 go，可以说练习完所有示例就会写 go 代码了

Docs

所有官方文章: 可以挑讲原理的文章看，如 Using and understanding Go 中的 A Guide to the Go Garbage Collector 以及 References 中的 The Go Memory Model

Effective Go: 上手之后，进一步了解 go 编程风格的必读文章

std: 标准库文档

faq: 囊括了从其他语言迁到 go 语言的常见问题，也体现了 go 的设计思想

社区

blog: go 博客，社区新动态

开源项目和代码推荐

go

go 本身的源码就很好阅读，也和 go 本身语法比较简洁有关。如果你想了解 go 的基础库的原理，大可不用搜一堆博客，一点点地消化别人的总结，读go源码就是最好的学习go原理的方法
包括: sync, runtime, context, reflect，这些都是 go 的核心库

web 应用

开发后台必须要掌握的就是 web 框架，当然不同公司对它的定制化也会不同，如果想从简单的入手，使用官方推荐的 gin 就行。想参考大厂实际用的，可参考国内开发者开源的 web 框架（功能比较全），如字节的 hertz、go-zero、goframe 等

中间件

gorm: 数据库 orm 库
redis: redigo
kafka: sarama

云原生和监控

如 Kubernetes、Istio、Prometheus、Grafana 等，也能接触到当下比较流行的项目

命令行工具

以往我们需要用工具进行文档格式转换、爬虫、文件批量下载等场景，可能会主要以 python 项目作参考，因为它语法简单，执行方便，你需要的只是一个 python 环境

现在，拥有类似特性的 go 让我们多了一个选项，同样的需求，也可以看 go 社区有没有现成的方案。甚至 go 只需要编译好的可执行文件，更加方便

具体用哪个工具因需求而异，可以参考别人的整理，这里列几个可能比较常用的:

hugo: 博客网站生成，类似 hexo

buffalo: 快速生成 web 项目

vhs: 终端录制

pget: 并发下载

fsnotify: 系统文件监听

lux: 网站视频下载工具（不能下载需要登录才能下的超高画质）

migrate: 跨不同类型数据库迁移

博客推荐

golang 在国内大厂实践还是比较多的，因此国内开发者写的博客也不会缺少。本着技术的学习方法来说，这里推荐两个博主 分别对应前沿动态，和深度剖析原理

煎鱼: go 语言开发者，对 go 社区动态、新版本特性的跟踪比较及时，类似的博主还有 polarisxu

go语言设计与实现: go 原理和设计思想，这个博客对技术的思考方式值得应用到所有技术的学习上: 从为什么这么设计的问题基础上，去理解技术实现细节