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書(shū)名：Go 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

作者：Mark Summerfield

譯者：許式偉

豆瓣評(píng)分：6.9

出版社：人民郵電出版社

出版年份：2013-8-1

頁(yè)數(shù)：354

內(nèi)容簡(jiǎn)介：

國(guó)外最經(jīng)典的Go語(yǔ)言著作，Go語(yǔ)言編程的先驅(qū)者M(jìn)ark Summerfield的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

這是一本Go語(yǔ)言實(shí)戰(zhàn)指南，幫你了解Go語(yǔ)言，按Go語(yǔ)言的方式思考，以及使用Go語(yǔ)言來(lái)編寫高性能軟件。

作者展示了如何編寫充分利用Go語(yǔ)言突破性的特性和慣用法的代碼，以及Go語(yǔ)言在其他語(yǔ)言之上所做的改進(jìn)，并著重強(qiáng)調(diào)了Go語(yǔ)言的關(guān)鍵創(chuàng)新。

注重實(shí)踐教學(xué)，每章都提供了多個(gè)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的代碼示例。

由國(guó)內(nèi)第一個(gè)核心服務(wù)完全采用Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的團(tuán)隊(duì)——七牛團(tuán)隊(duì)核心成員翻譯。

作者簡(jiǎn)介：

Mark Summerfield Qtrac公司創(chuàng)始人，獨(dú)立的培訓(xùn)講師、顧問(wèn)、技術(shù)編輯，Go、Python、C++、Qt和PyQt方面的技術(shù)作家。他的著作包括Rapid GUI Programming with Python and Qt、C++ GUI Programming with Qt 4（與Jasmin Blanchette合著）、Programming in Python 3和Advanced Qt Programming等。

許式偉——七牛云存儲(chǔ)CEO，開(kāi)源愛(ài)好者，發(fā)布過(guò)十余個(gè)C++開(kāi)源項(xiàng)目，擁有超過(guò)15年的C/C++開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

呂桂華——七牛云存儲(chǔ)聯(lián)合創(chuàng)始人，擁有十余年的C/C++大型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，也曾在Java和.NET平臺(tái)上探索多年。

徐 立——七牛云存儲(chǔ)首席布道師，前盛大創(chuàng)新院高級(jí)研究員。

何李石——七牛云存儲(chǔ)布道師。

七牛云存儲(chǔ)技術(shù)團(tuán)隊(duì)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)核心服務(wù)完全采用Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的團(tuán)隊(duì)。

關(guān)于GO 語(yǔ)言的入門學(xué)習(xí) 求解答

已經(jīng)有好多程序員都把Go語(yǔ)言描述為是一種所見(jiàn)即所得(WYSIWYG)的編程語(yǔ)言。這是說(shuō)，代碼要做的事和它在字面上表達(dá)的意思是完全一致的。 在這些新語(yǔ)言中，包含D，Go，Rust和Vala語(yǔ)言，Go曾一度出現(xiàn)在TIOBE的排行榜上面。與其他新語(yǔ)言相比，Go的魅力明顯要大很多。Go的成熟特征會(huì)得到許多開(kāi)發(fā)者的欣賞，而不僅僅是因?yàn)槠淇浯笃湓~的曝光度。下面我們來(lái)一起探討一下谷歌開(kāi)發(fā)的Go語(yǔ)言以及談?wù)凣o為什么會(huì)吸引眾多開(kāi)發(fā)者： 快速簡(jiǎn)單的編譯 Go編譯速度很快，如此快速的編譯使它很容易作為腳本語(yǔ)言使用。關(guān)于編譯速度快主要有以下幾個(gè)原因：首先，Go不使用頭文件；其次如果一個(gè)模塊是依賴A的，這反過(guò)來(lái)又取決于B，在A里面的需求改變只需重新編譯原始模塊和與A相依賴的地方；最后，對(duì)象模塊里面包含了足夠的依賴關(guān)系信息，所以編譯器不需要重新創(chuàng)建文件。你只需要簡(jiǎn)單地編譯主模塊，項(xiàng)目中需要的其他部分就會(huì)自動(dòng)編譯，很酷，是不是？ 通過(guò)返回?cái)?shù)值列表來(lái)處理錯(cuò)誤信息 目前，在本地語(yǔ)言里面處理錯(cuò)誤的方式主要有兩種：直接返回代碼或者拋異常。這兩種都不是最理想的處理方式。其中返回代碼是非常令人沮喪的，因?yàn)榉祷氐腻e(cuò)誤代碼經(jīng)常與從函數(shù)中返回的數(shù)據(jù)相沖突。Go允許函數(shù)返回多個(gè)值來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)從函數(shù)里面返回的值，可以用來(lái)檢查定義的類型是否正確并且可以隨時(shí)隨地對(duì)函數(shù)的返回值進(jìn)行檢查。如果你對(duì)錯(cuò)誤值不關(guān)心，你可以不必檢查。在這兩種情況下，常規(guī)的返回值都是可用的。 簡(jiǎn)化的成分（優(yōu)先于繼承） 通過(guò)使用接口，類型是有資格成為對(duì)象中一員的，就像Java指定行為一樣。例如在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里面的IO包，定義一個(gè)Writer來(lái)指定一個(gè)方法，一個(gè)Writer函數(shù)，其中輸入?yún)?shù)是字節(jié)數(shù)組并且返回整數(shù)類型值或者錯(cuò)誤類型。任何類型實(shí)現(xiàn)一個(gè)帶有相同簽名的Writer方法是對(duì)IO的完全實(shí)現(xiàn)，Writer接口。這種是解耦代碼而不是優(yōu)雅。它還簡(jiǎn)化了模擬對(duì)象來(lái)進(jìn)行單元測(cè)試。例如你想在數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象中測(cè)試一個(gè)方法，在標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言中，你通常需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，并且需要進(jìn)行大量的初始化和協(xié)議來(lái)模擬對(duì)象。在Go里面，如果該方法需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，你可以創(chuàng)建任何對(duì)該接口有用的對(duì)象，所以，你創(chuàng)建了MockDatabase，這是很小的對(duì)象，只實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)需要運(yùn)行和模擬的接口——沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)，沒(méi)有附件功能，只是一些方法。 簡(jiǎn)化的并發(fā)性 相對(duì)于其他語(yǔ)言，并發(fā)性在Go里面顯得更加容易。把‘go’關(guān)鍵字放在任意函數(shù)前面然后那個(gè)函數(shù)就會(huì)在其go-routine自動(dòng)運(yùn)行（一個(gè)很輕的線程）。go-routines是通過(guò)通道進(jìn)行交流并且基本上封鎖了所有的隊(duì)列消息。普通工具對(duì)相互排斥是有用，但是Go通過(guò)使用通道來(lái)踢掉并發(fā)性任務(wù)和坐標(biāo)更加容易。 優(yōu)秀的錯(cuò)誤消息 所有與Go相似的語(yǔ)言，自身作出的診斷都是無(wú)法與Go相媲美的。例如，一個(gè)死鎖程序，在Go運(yùn)行時(shí)會(huì)通知你目前哪個(gè)線程導(dǎo)致了這種死鎖。編譯的錯(cuò)誤信息是非常詳細(xì)全面和有用的。 其他 這里還有許多其他吸引人的地方，下面就一概而過(guò)的介紹一下，比如高階函數(shù)、垃圾回收、哈希映射和可擴(kuò)展的數(shù)組內(nèi)置語(yǔ)言（部分語(yǔ)言語(yǔ)法，而不是作為一個(gè)庫(kù)）等等。 當(dāng)然，Go并不是完美無(wú)瑕。在工具方面還有些不成熟的地方和用戶社區(qū)較小等，但是隨著谷歌語(yǔ)言的不斷發(fā)展，肯定會(huì)有整治措施出來(lái)。盡管許多語(yǔ)言，尤其是D、Rust和Vala旨在簡(jiǎn)化C++并且對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，但它們給人的感覺(jué)仍是“C++看上去要更好”。

【Go語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)】

可直接編譯成機(jī)器碼，不依賴其他庫(kù)，glibc的版本有一定要求，部署就是扔一個(gè)文件上去就完成了。

靜態(tài)類型語(yǔ)言，但是有動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的感覺(jué)，靜態(tài)類型的語(yǔ)言就是可以在編譯的時(shí)候檢查出來(lái)隱藏的大多數(shù)問(wèn)題，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的感覺(jué)就是有很多的包可以使用，寫起來(lái)的效率很高。

語(yǔ)言層面支持并發(fā)，這個(gè)就是Go最大的特色，天生的支持并發(fā)，我曾經(jīng)說(shuō)過(guò)一句話，天生的基因和整容是有區(qū)別的，大家一樣美麗，但是你喜歡整容的還是天生基因的美麗呢？Go就是基因里面支持的并發(fā)，可以充分的利用多核，很容易的使用并發(fā)。

內(nèi)置runtime，支持垃圾回收，這屬于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性之一吧，雖然目前來(lái)說(shuō)GC不算完美，但是足以應(yīng)付我們所能遇到的大多數(shù)情況，特別是Go1.1之后的GC。

簡(jiǎn)單易學(xué)，Go語(yǔ)言的作者都有C的基因，那么Go自然而然就有了C的基因，那么Go關(guān)鍵字是25個(gè)，但是表達(dá)能力很強(qiáng)大，幾乎支持大多數(shù)你在其他語(yǔ)言見(jiàn)過(guò)的特性：繼承、重載、對(duì)象等。

豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，Go目前已經(jīng)內(nèi)置了大量的庫(kù)，特別是網(wǎng)絡(luò)庫(kù)非常強(qiáng)大，我最愛(ài)的也是這部分。

內(nèi)置強(qiáng)大的工具，Go語(yǔ)言里面內(nèi)置了很多工具鏈，最好的應(yīng)該是gofmt工具，自動(dòng)化格式化代碼，能夠讓團(tuán)隊(duì)review變得如此的簡(jiǎn)單，代碼格式一模一樣，想不一樣都很困難。

跨編譯，如果你寫的Go代碼不包含cgo，那么就可以做到window系統(tǒng)編譯linux的應(yīng)用，如何做到的呢？Go引用了plan9的代碼，這就是不依賴系統(tǒng)的信息。

內(nèi)嵌C支持，前面說(shuō)了作者是C的作者，所以Go里面也可以直接包含c代碼，利用現(xiàn)有的豐富的C庫(kù)。

Go 語(yǔ)言內(nèi)存管理（三）：逃逸分析

Go 語(yǔ)言較之 C 語(yǔ)言一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)就是自帶 GC 功能，可 GC 并不是沒(méi)有代價(jià)的。寫 C 語(yǔ)言的時(shí)候，在一個(gè)函數(shù)內(nèi)聲明的變量，在函數(shù)退出后會(huì)自動(dòng)釋放掉，因?yàn)檫@些變量分配在棧上。如果你期望變量的數(shù)據(jù)可以在函數(shù)退出后仍然能被訪問(wèn)，就需要調(diào)用 malloc 方法在堆上申請(qǐng)內(nèi)存，如果程序不再需要這塊內(nèi)存了，再調(diào)用 free 方法釋放掉。Go 語(yǔ)言不需要你主動(dòng)調(diào)用 malloc 來(lái)分配堆空間，編譯器會(huì)自動(dòng)分析，找出需要 malloc 的變量，使用堆內(nèi)存。編譯器的這個(gè)分析過(guò)程就叫做逃逸分析。

所以你在一個(gè)函數(shù)中通過(guò) dict := make(map[string]int) 創(chuàng)建一個(gè) map 變量，其背后的數(shù)據(jù)是放在?？臻g上還是堆空間上，是不一定的。這要看編譯器分析的結(jié)果。

可逃逸分析并不是百分百準(zhǔn)確的，它有缺陷。有的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)有些變量其實(shí)在?？臻g上分配完全沒(méi)問(wèn)題的，但編譯后程序還是把這些數(shù)據(jù)放在了堆上。如果你了解 Go 語(yǔ)言編譯器逃逸分析的機(jī)制，在寫代碼的時(shí)候就可以有意識(shí)地繞開(kāi)這些缺陷，使你的程序更高效。

Go 語(yǔ)言雖然在內(nèi)存管理方面降低了編程門檻，即使你不了解堆棧也能正常開(kāi)發(fā)，但如果你要在性能上較真的話，還是要掌握這些基礎(chǔ)知識(shí)。

這里不對(duì)堆內(nèi)存和棧內(nèi)存的區(qū)別做太多闡述。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是， 棧分配廉價(jià)，堆分配昂貴。 ?？臻g會(huì)隨著一個(gè)函數(shù)的結(jié)束自動(dòng)釋放，堆空間需要時(shí)間 GC 模塊不斷地跟蹤掃描回收。如果對(duì)這兩個(gè)概念有些迷糊，建議閱讀下面 2 個(gè)文章：

這里舉一個(gè)小例子，來(lái)對(duì)比下堆棧的差別：

stack 函數(shù)中的變量 i 在函數(shù)退出會(huì)自動(dòng)釋放；而 heap 函數(shù)返回的是對(duì)變量 i 的引用，也就是說(shuō) heap() 退出后，表示變量 i 還要能被訪問(wèn)，它會(huì)自動(dòng)被分配到堆空間上。

他們編譯出來(lái)的代碼如下：

邏輯的復(fù)雜度不言而喻，從上面的匯編中可看到， heap() 函數(shù)調(diào)用了 runtime.newobject() 方法，它會(huì)調(diào)用 mallocgc 方法從 mcache 上申請(qǐng)內(nèi)存，申請(qǐng)的內(nèi)部邏輯前面文章已經(jīng)講述過(guò)。堆內(nèi)存分配不僅分配上邏輯比?？臻g分配復(fù)雜，它最致命的是會(huì)帶來(lái)很大的管理成本，Go 語(yǔ)言要消耗很多的計(jì)算資源對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記回收（也就是 GC 成本）。

Go 編輯器會(huì)自動(dòng)幫我們找出需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配的變量，它是在編譯時(shí)追蹤一個(gè)變量的生命周期，如果能確認(rèn)一個(gè)數(shù)據(jù)只在函數(shù)空間內(nèi)訪問(wèn)，不會(huì)被外部使用，則使用棧空間，否則就要使用堆空間。

我們?cè)? go build 編譯代碼時(shí)，可使用 -gcflags '-m' 參數(shù)來(lái)查看逃逸分析日志。

以上面的兩個(gè)函數(shù)為例，編譯的日志輸出是：

日志中的 i escapes to heap 表示該變量數(shù)據(jù)逃逸到了堆上。

需要使用堆空間，所以逃逸，這沒(méi)什么可爭(zhēng)議的。但編譯器有時(shí)會(huì)將 不需要 使用堆空間的變量，也逃逸掉。這里是容易出現(xiàn)性能問(wèn)題的大坑。網(wǎng)上有很多相關(guān)文章，列舉了一些導(dǎo)致逃逸情況，其實(shí)總結(jié)起來(lái)就一句話：

多級(jí)間接賦值容易導(dǎo)致逃逸 。

這里的多級(jí)間接指的是，對(duì)某個(gè)引用類對(duì)象中的引用類成員進(jìn)行賦值。Go 語(yǔ)言中的引用類數(shù)據(jù)類型有 func , interface , slice , map , chan , *Type(指針) 。

記住公式 Data.Field = Value ，如果 Data , Field 都是引用類的數(shù)據(jù)類型，則會(huì)導(dǎo)致 Value 逃逸。這里的等號(hào) = 不單單只賦值，也表示參數(shù)傳遞。

根據(jù)公式，我們假設(shè)一個(gè)變量 data 是以下幾種類型，相應(yīng)的可以得出結(jié)論：

下面給出一些實(shí)際的例子：

如果變量值是一個(gè)函數(shù)，函數(shù)的參數(shù)又是引用類型，則傳遞給它的參數(shù)都會(huì)逃逸。

上例中 te 的類型是 func(*int) ，屬于引用類型，參數(shù) *int 也是引用類型，則調(diào)用 te(j) 形成了為 te 的參數(shù)(成員) *int 賦值的現(xiàn)象，即 te.i = j 會(huì)導(dǎo)致逃逸。代碼中其他幾種調(diào)用都沒(méi)有形成 多級(jí)間接賦值 情況。

同理，如果函數(shù)的參數(shù)類型是 slice , map 或 interface{} 都會(huì)導(dǎo)致參數(shù)逃逸。

匿名函數(shù)的調(diào)用也是一樣的，它本質(zhì)上也是一個(gè)函數(shù)變量。有興趣的可以自己測(cè)試一下。

只要使用了 Interface 類型(不是 interafce{} )，那么賦值給它的變量一定會(huì)逃逸。因?yàn)? interfaceVariable.Method() 先是間接的定位到它的實(shí)際值，再調(diào)用實(shí)際值的同名方法，執(zhí)行時(shí)實(shí)際值作為參數(shù)傳遞給方法。相當(dāng)于 interfaceVariable.Method.this = realValue

向 channel 中發(fā)送數(shù)據(jù)，本質(zhì)上就是為 channel 內(nèi)部的成員賦值，就像給一個(gè) slice 中的某一項(xiàng)賦值一樣。所以 chan *Type , chan map[Type]Type , chan []Type , chan interface{} 類型都會(huì)導(dǎo)致發(fā)送到 channel 中的數(shù)據(jù)逃逸。

這本來(lái)也是情理之中的，發(fā)送給 channel 的數(shù)據(jù)是要與其他函數(shù)分享的，為了保證發(fā)送過(guò)去的指針依然可用，只能使用堆分配。

可變參數(shù)如 func(arg ...string) 實(shí)際與 func(arg []string) 是一樣的，會(huì)增加一層訪問(wèn)路徑。這也是 fmt.Sprintf 總是會(huì)使參數(shù)逃逸的原因。

例子非常多，這里不能一一列舉，我們只需要記住分析方法就好，即，2 級(jí)或更多級(jí)的訪問(wèn)賦值會(huì) 容易 導(dǎo)致數(shù)據(jù)逃逸。這里加上 容易 二字是因?yàn)殡S著語(yǔ)言的發(fā)展，相信這些問(wèn)題會(huì)被慢慢解決，但現(xiàn)階段，這個(gè)可以作為我們分析逃逸現(xiàn)象的依據(jù)。

下面代碼中包含 2 種很常規(guī)的寫法，但他們卻有著很大的性能差距，建議自己想下為什么。

Benchmark 和 pprof 給出的結(jié)果:

熟悉堆棧概念可以讓我們更容易看透 Go 程序的性能問(wèn)題，并進(jìn)行優(yōu)化。

多級(jí)間接賦值會(huì)導(dǎo)致 Go 編譯器出現(xiàn)不必要的逃逸，在一些情況下可能我們只需要修改一下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就會(huì)使性能有大幅提升。這也是很多人不推薦在 Go 中使用指針的原因，因?yàn)樗鼤?huì)增加一級(jí)訪問(wèn)路徑，而 map , slice , interface{} 等類型是不可避免要用到的，為了減少不必要的逃逸，只能拿指針開(kāi)刀了。

大多數(shù)情況下，性能優(yōu)化都會(huì)為程序帶來(lái)一定的復(fù)雜度。建議實(shí)際項(xiàng)目中還是怎么方便怎么寫，功能完成后通過(guò)性能分析找到瓶頸所在，再對(duì)局部進(jìn)行優(yōu)化。