Go學習筆記 -- Go簡介

• 簡介
• • Go語言創始人
  • Go 是編譯型語言
  • Go語言吉祥物
• 語言特性
• 文法簡單
• 并發模型
• 記憶體配置設定
• 垃圾回收
• 靜态連結
• 标準庫

簡介

起源于2007年，2009年對外正式釋出。Go的主要目标是“相容Python等動态語言的開發速度和C/C++等編譯型語言的性能與安全性”。
它能讓你通路底層作業系統，還提供了強大的網絡程式設計和并發程式設計支援。Go語言的用途衆多，可以進行網絡程式設計、系統程式設計、**并發程式設計、分布式程式設計**。
Go語言沒有類和繼承的概念，是以它和 Java 或 C++ 看起來并不相同。但是它通過接口（interface）的概念來實作多态性。Go語言有一個清晰易懂的輕量級類型系統，在類型之間也沒有層級之說。是以可以說Go語言是一門混合型的語言
此外，很多重要的開源項目都是使用Go語言開發的，其中包括 Docker、Go-Ethereum、Thrraform 和 Kubernetes。
           

Go語言創始人

對語言進行評估時，明白設計者的動機以及語言要解決的問題很重要。Go語言出自 Ken Thompson 和 Rob Pike、Robert Griesemer 之手，他們都是計算機科學領域的重量級人物。

Go 是編譯型語言

Go 使用編譯器來編譯代碼。編譯器将源代碼編譯成二進制（或位元組碼）格式；在編譯代碼時，編譯器檢查錯誤、優化性能并輸出可在不同平台上運作的二進制檔案。要建立并運作 Go 程式，程式員必須執行如下步驟。

1.使用文本編輯器建立 Go 程式；

2.儲存檔案；

3.編譯程式；

4.運作編譯得到的可執行檔案。

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，是以無須單獨安裝編譯器。

Go語言吉祥物

Go語言有一個吉祥物，在會議、文檔頁面和博文中，大多會包含下圖所示的 Go Gopher，這是才華橫溢的插畫家 Renee French 設計的，她也是 Go 設計者之一 Rob Pike 的妻子。

語言特性

Go語言也稱為 Golang，是由 Google 公司開發的一種靜态強類型、編譯型、并發型、并具有垃圾回收功能的程式設計語言。

文法簡單

抛開文法樣式不談，單就類型和規則而言，Go 與 C99、C11 相似之處頗多，這也是Go語言被冠以“NextC”名号的重要原因。

Go語言的文法處于簡單和複雜的兩極。C語言簡單到你每寫下一行代碼，都能在腦中想象出編譯後的模樣，指令如何執行，記憶體如何配置設定，等等。而 C 的複雜在于，它有太多隐晦而不着邊際的規則，着實讓人頭疼。相比較而言，Go 從零開始，沒有曆史包袱，在汲取衆多經驗教訓後，可從頭規劃一個規則嚴謹、條理簡單的世界。

Go語言的文法規則嚴謹，沒有歧義，更沒什麼黑魔法變異用法。任何人寫出的代碼都基本一緻，這使得Go語言簡單易學。放棄部分“靈活”和“自由”，換來更好的維護性，我覺得是值得的。

将“++”、“–”從運算符降級為語句，保留指針，但預設阻止指針運算，帶來的好處是顯而易見的。還有，将切片和字典作為内置類型，從運作時的層面進行優化，這也算是一種“簡單”。

并發模型

時至今日，并發程式設計已成為程式員的基本技能，在各個技術社群都能看到諸多與之相關的讨論主題。在這種情況下Go語言卻一反常态做了件極大膽的事，從根本上将一切都并發化，運作時用 Goroutine 運作所有的一切，包括 main.main 入口函數。

可以說，Goroutine 是 Go 最顯著的特征。它用類協程的方式來處理并發單元，卻又在運作時層面做了更深度的優化處理。這使得文法上的并發程式設計變得極為容易，無須處理回調，無須關注線程切換，僅一個關鍵字，簡單而自然。

搭配 channel，實作 CSP 模型。将并發單元間的資料耦合拆解開來，各司其職，這對所有糾結于記憶體共享、鎖粒度的開發人員都是一個可期盼的解脫。若說有所不足，那就是應該有個更大的計劃，将通信從程序内拓展到程序外，實作真正意義上的分布式。

記憶體配置設定

将一切并發化固然是好，但帶來的問題同樣很多。如何實作高并發下的記憶體配置設定和管理就是個難題。好在 Go 選擇了 tcmalloc，它本就是為并發而設計的高性能記憶體配置設定元件。

可以說，記憶體配置設定器是運作時三大元件裡變化最少的部分。刨去因配合垃圾回收器而修改的内容，記憶體配置設定器完整保留了 tcmalloc 的原始架構。使用 cache 為目前執行線程提供無鎖配置設定，多個 central 在不同線程間平衡記憶體單元複用。在更高層次裡，heap 則管理着大塊記憶體，用以切分成不同等級的複用記憶體塊。快速配置設定和二級記憶體平衡機制，讓記憶體配置設定器能優秀地完成高壓力下的記憶體管理任務。

在最近幾個版本中，編譯器優化卓有成效。它會竭力将對象配置設定在棧上，以降低垃圾回收壓力，減少管理消耗，提升執行性能。可以說，除偶爾因性能問題而被迫采用對象池和自主記憶體管理外，我們基本無須參與記憶體管理操作。

垃圾回收

垃圾回收一直是個難題。早年間，Java 就因垃圾回收低效被嘲笑了許久，後來 Sun 連續收納了好多人和技術才發展到今天。可即便如此，在 Hadoop 等大記憶體應用場景下，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，是以回收記憶體不能做收縮處理。幸好，指針運算被阻止，否則要做到精确回收都難。

每次更新，垃圾回收器必然是核心元件裡修改最多的部分。從并發清理，到降低 STW 時間，直到 Go 的 1.5 版本實作并發标記，逐漸引入三色标記和寫屏障等等，都是為了能讓垃圾回收在不影響使用者邏輯的情況下更好地工作。盡管有了努力，目前版本的垃圾回收算法也隻能說堪用，離好用尚有不少距離。

靜态連結

Go 剛釋出時，靜态連結被當作優點宣傳。隻須編譯後的一個可執行檔案，無須附加任何東西就能部署。這似乎很不錯，隻是後來風氣變了。連着幾個版本，編譯器都在完善動态庫 buildmode 功能，場面一時變得有些尴尬。

暫不說未完工的 buildmode 模式，靜态編譯的好處顯而易見。将運作時、依賴庫直接打包到可執行檔案内部，簡化了部署和釋出操作，無須事先安裝運作環境和下載下傳諸多第三方庫。這種簡單方式對于編寫系統軟體有着極大好處，因為庫依賴一直都是個麻煩

标準庫

功能完善、品質可靠的标準庫為程式設計語言提供了充足動力。在不借助第三方擴充的情況下，就可完成大部分基礎功能開發，這大大降低了學習和使用成本。最關鍵的是，标準庫有更新和修複保障，還能從運作時獲得深層次優化的便利，這是第三方庫所不具備的。

Go 标準庫雖稱不得完全覆寫，但也算極為豐富。其中值得稱道的是 net/http，僅須簡單幾條語句就能實作一個高性能 Web Server，這從來都是宣傳的亮點。更何況大批基于此的優秀第三方 Framework 更是将 Go 推到 Web/Microservice 開發标準之一的位置。

當然，優秀第三方資源也是語言生态圈的重要組成部分。近年來崛起的幾門語言中，Go 算是獨樹一幟，大批優秀作品頻繁湧現，這也給我們學習 Go 提供了很好的參照。