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go是一種語言。Go（又稱Golang）是Google公司開發(fā)的一種靜態(tài)強(qiáng)類型、編譯型、并發(fā)型、并具有垃圾回收功能的編程語言。Go是編譯型語言，使用編譯器來編譯代碼。編譯器將源代碼編譯成二進(jìn)制（或字節(jié)碼）格式；在編譯代碼時(shí)，編譯器檢查錯(cuò)誤、優(yōu)化性能并輸出可在不同平臺(tái)上運(yùn)行的二進(jìn)制文件。

go是一種語言。

Go（又稱 Golang）是 Google 的 Robert Griesemer，Rob Pike 及 Ken Thompson 開發(fā)的一種靜態(tài)強(qiáng)類型、編譯型語言。Go 語言語法與 C 相近，但功能上有：內(nèi)存安全，GC（垃圾回收），結(jié)構(gòu)形態(tài)及 CSP-style 并發(fā)計(jì)算。

Go語言有時(shí)候被描述為“C 類似語言”，或者是“21 世紀(jì)的C語言”。Go 從C語言繼承了相似的表達(dá)式語法、控制流結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型、調(diào)用參數(shù)傳值、指針等很多思想，還有C語言一直所看中的編譯后機(jī)器碼的運(yùn)行效率以及和現(xiàn)有操作系統(tǒng)的無縫適配。

因?yàn)镚o語言沒有類和繼承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起來并不相同。但是它通過接口（interface）的概念來實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。Go語言有一個(gè)清晰易懂的輕量級(jí)類型系統(tǒng)，在類型之間也沒有層級(jí)之說。因此可以說Go語言是一門混合型的語言。

Go 是編譯型語言

Go 使用編譯器來編譯代碼。編譯器將源代碼編譯成二進(jìn)制（或字節(jié)碼）格式；在編譯代碼時(shí)，編譯器檢查錯(cuò)誤、優(yōu)化性能并輸出可在不同平臺(tái)上運(yùn)行的二進(jìn)制文件。要?jiǎng)?chuàng)建并運(yùn)行 Go 程序，程序員必須執(zhí)行如下步驟。

• 使用文本編輯器創(chuàng)建 Go 程序；

• 保存文件；

• 編譯程序；

• 運(yùn)行編譯得到的可執(zhí)行文件。

這不同于 Python、Ruby 和 JavaScript 等語言，它們不包含編譯步驟。Go 自帶了編譯器，因此無須單獨(dú)安裝編譯器。

為什么要學(xué)習(xí)Go語言

如果你要?jiǎng)?chuàng)建系統(tǒng)程序，或者基于網(wǎng)絡(luò)的程序，Go語言是很不錯(cuò)的選擇。作為一種相對(duì)較新的語言，它是由經(jīng)驗(yàn)豐富且受人尊敬的計(jì)算機(jī)科學(xué)家設(shè)計(jì)的，旨在應(yīng)對(duì)創(chuàng)建大型并發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序面臨的挑戰(zhàn)。

在Go語言出現(xiàn)之前，開發(fā)者們總是面臨非常艱難的抉擇，究竟是使用執(zhí)行速度快但是編譯速度并不理想的語言（如：C++），還是使用編譯速度較快但執(zhí)行效率不佳的語言（如：.NET、Java），或者說開發(fā)難度較低但執(zhí)行速度一般的動(dòng)態(tài)語言呢？顯然，Go語言在這 3 個(gè)條件之間做到了最佳的平衡：快速編譯，高效執(zhí)行，易于開發(fā)。

Go語言支持交叉編譯，比如說你可以在運(yùn)行 Linux 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上開發(fā)可以在 Windows 上運(yùn)行的應(yīng)用程序。這是第一門完全支持 UTF-8 的編程語言，這不僅體現(xiàn)在它可以處理使用 UTF-8 編碼的字符串，就連它的源碼文件格式都是使用的 UTF-8 編碼。Go語言做到了真正的國際化！

Go語言的特性

• 語法簡(jiǎn)單

拋開語法樣式不談，單就類型和規(guī)則而言，Go 與 C99、C11 相似之處頗多，這也是Go語言被冠以“NextC”名號(hào)的重要原因。

Go語言的語法處于簡(jiǎn)單和復(fù)雜的兩極。C語言簡(jiǎn)單到你每寫下一行代碼，都能在腦中想象出編譯后的模樣，指令如何執(zhí)行，內(nèi)存如何分配，等等。而 C 的復(fù)雜在于，它有太多隱晦而不著邊際的規(guī)則，著實(shí)讓人頭疼。相比較而言，Go 從零開始，沒有歷史包袱，在汲取眾多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，可從頭規(guī)劃一個(gè)規(guī)則嚴(yán)謹(jǐn)、條理簡(jiǎn)單的世界。

Go語言的語法規(guī)則嚴(yán)謹(jǐn)，沒有歧義，更沒什么黑魔法變異用法。任何人寫出的代碼都基本一致，這使得Go語言簡(jiǎn)單易學(xué)。放棄部分“靈活”和“自由”，換來更好的維護(hù)性，我覺得是值得的。

將“++”、“--”從運(yùn)算符降級(jí)為語句，保留指針，但默認(rèn)阻止指針運(yùn)算，帶來的好處是顯而易見的。還有，將切片和字典作為內(nèi)置類型，從運(yùn)行時(shí)的層面進(jìn)行優(yōu)化，這也算是一種“簡(jiǎn)單”。

• 并發(fā)模型

時(shí)至今日，并發(fā)編程已成為程序員的基本技能，在各個(gè)技術(shù)社區(qū)都能看到諸多與之相關(guān)的討論主題。在這種情況下Go語言卻一反常態(tài)做了件極大膽的事，從根本上將一切都并發(fā)化，運(yùn)行時(shí)用 Goroutine 運(yùn)行所有的一切，包括 main.main 入口函數(shù)。

可以說，Goroutine 是 Go 最顯著的特征。它用類協(xié)程的方式來處理并發(fā)單元，卻又在運(yùn)行時(shí)層面做了更深度的優(yōu)化處理。這使得語法上的并發(fā)編程變得極為容易，無須處理回調(diào)，無須關(guān)注線程切換，僅一個(gè)關(guān)鍵字，簡(jiǎn)單而自然。

搭配 channel，實(shí)現(xiàn) CSP 模型。將并發(fā)單元間的數(shù)據(jù)耦合拆解開來，各司其職，這對(duì)所有糾結(jié)于內(nèi)存共享、鎖粒度的開發(fā)人員都是一個(gè)可期盼的解脫。若說有所不足，那就是應(yīng)該有個(gè)更大的計(jì)劃，將通信從進(jìn)程內(nèi)拓展到進(jìn)程外，實(shí)現(xiàn)真正意義上的分布式。

• 內(nèi)存分配

將一切并發(fā)化固然是好，但帶來的問題同樣很多。如何實(shí)現(xiàn)高并發(fā)下的內(nèi)存分配和管理就是個(gè)難題。好在 Go 選擇了 tcmalloc，它本就是為并發(fā)而設(shè)計(jì)的高性能內(nèi)存分配組件。

可以說，內(nèi)存分配器是運(yùn)行時(shí)三大組件里變化最少的部分。刨去因配合垃圾回收器而修改的內(nèi)容，內(nèi)存分配器完整保留了 tcmalloc 的原始架構(gòu)。使用 cache 為當(dāng)前執(zhí)行線程提供無鎖分配，多個(gè) central 在不同線程間平衡內(nèi)存單元復(fù)用。在更高層次里，heap 則管理著大塊內(nèi)存，用以切分成不同等級(jí)的復(fù)用內(nèi)存塊?？焖俜峙浜投?jí)內(nèi)存平衡機(jī)制，讓內(nèi)存分配器能優(yōu)秀地完成高壓力下的內(nèi)存管理任務(wù)。

在最近幾個(gè)版本中，編譯器優(yōu)化卓有成效。它會(huì)竭力將對(duì)象分配在棧上，以降低垃圾回收壓力，減少管理消耗，提升執(zhí)行性能?？梢哉f，除偶爾因性能問題而被迫采用對(duì)象池和自主內(nèi)存管理外，我們基本無須參與內(nèi)存管理操作。

• 垃圾回收

垃圾回收一直是個(gè)難題。早年間，Java 就因垃圾回收低效被嘲笑了許久，后來 Sun 連續(xù)收納了好多人和技術(shù)才發(fā)展到今天?？杉幢闳绱耍?Hadoop 等大內(nèi)存應(yīng)用場(chǎng)景下，垃圾回收依舊捉襟見肘、步履維艱。

相比 Java，Go 面臨的困難要更多。因指針的存在，所以回收內(nèi)存不能做收縮處理。幸好，指針運(yùn)算被阻止，否則要做到精確回收都難。

每次升級(jí)，垃圾回收器必然是核心組件里修改最多的部分。從并發(fā)清理，到降低 STW 時(shí)間，直到 Go 的 1.5 版本實(shí)現(xiàn)并發(fā)標(biāo)記，逐步引入三色標(biāo)記和寫屏障等等，都是為了能讓垃圾回收在不影響用戶邏輯的情況下更好地工作。盡管有了努力，當(dāng)前版本的垃圾回收算法也只能說堪用，離好用尚有不少距離。

• 靜態(tài)鏈接

Go 剛發(fā)布時(shí)，靜態(tài)鏈接被當(dāng)作優(yōu)點(diǎn)宣傳。只須編譯后的一個(gè)可執(zhí)行文件，無須附加任何東西就能部署。這似乎很不錯(cuò)，只是后來風(fēng)氣變了。連著幾個(gè)版本，編譯器都在完善動(dòng)態(tài)庫 buildmode 功能，場(chǎng)面一時(shí)變得有些尷尬。

暫不說未完工的 buildmode 模式，靜態(tài)編譯的好處顯而易見。將運(yùn)行時(shí)、依賴庫直接打包到可執(zhí)行文件內(nèi)部，簡(jiǎn)化了部署和發(fā)布操作，無須事先安裝運(yùn)行環(huán)境和下載諸多第三方庫。這種簡(jiǎn)單方式對(duì)于編寫系統(tǒng)軟件有著極大好處，因?yàn)閹煲蕾囈恢倍际莻€(gè)麻煩。

• 標(biāo)準(zhǔn)庫

功能完善、質(zhì)量可靠的標(biāo)準(zhǔn)庫為編程語言提供了充足動(dòng)力。在不借助第三方擴(kuò)展的情況下，就可完成大部分基礎(chǔ)功能開發(fā)，這大大降低了學(xué)習(xí)和使用成本。最關(guān)鍵的是，標(biāo)準(zhǔn)庫有升級(jí)和修復(fù)保障，還能從運(yùn)行時(shí)獲得深層次優(yōu)化的便利，這是第三方庫所不具備的。

Go 標(biāo)準(zhǔn)庫雖稱不得完全覆蓋，但也算極為豐富。其中值得稱道的是 net/http，僅須簡(jiǎn)單幾條語句就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)高性能 Web Server，這從來都是宣傳的亮點(diǎn)。更何況大批基于此的優(yōu)秀第三方 Framework 更是將 Go 推到 Web/Microservice 開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)之一的位置。

當(dāng)然，優(yōu)秀第三方資源也是語言生態(tài)圈的重要組成部分。近年來崛起的幾門語言中，Go 算是獨(dú)樹一幟，大批優(yōu)秀作品頻繁涌現(xiàn)，這也給我們學(xué)習(xí) Go 提供了很好的參照。

• 工具鏈

完整的工具鏈對(duì)于日常開發(fā)極為重要。Go 在此做得相當(dāng)不錯(cuò)，無論是編譯、格式化、錯(cuò)誤檢查、幫助文檔，還是第三方包下載、更新都有對(duì)應(yīng)的工具。其功能未必完善，但起碼算得上簡(jiǎn)單易用。

內(nèi)置完整測(cè)試框架，其中包括單元測(cè)試、性能測(cè)試、代碼覆蓋率、數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)，以及用來調(diào)優(yōu)的 pprof，這些都是保障代碼能正確而穩(wěn)定運(yùn)行的必備利器。

除此之外，還可通過環(huán)境變量輸出運(yùn)行時(shí)監(jiān)控信息，尤其是垃圾回收和并發(fā)調(diào)度跟蹤，可進(jìn)一步幫助我們改進(jìn)算法，獲得更佳的運(yùn)行期表現(xiàn)。

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