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2020年11月22日,Go核心开发团队技术负责人Russ Coxgolang-dev论坛上确认了Go泛型将在Go 1.18落地(2022.2):

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这对于那些迫切期盼go加入泛型的gopher来说无疑是一个重大利好消息!不过,泛型是把双刃剑!泛型的加入势必会让Go语言的复杂性大幅提升。我很是担心Go加入泛型后会像C++模板那样被“滥用”而形成很多奇技淫巧,这显然不是Go项目组想看到的。因此他们现在在宣传泛型时都是比较谨慎的。Robert GriesemerGopherCon 2020大会上演讲“Typing [Generic] Go”中明确给出了Go泛型的使用时机:

  • 可增强静态类型安全性的时候
  • 可以更高效的使用内存的时候
  • 可以(显著的)提升性能的时候

虽然这不能完全避免滥用,但至少表明了Go团队对泛型使用的态度。“能力越大,责任越大”,大家在使用泛型时务必三思而后行

现在,Go泛型已经处于“箭在弦上不得不发”的状态,作为Gopher,我们能做的就是拥抱它!

离Go 1.18发布还有一年多的时间,对于极其渴望支持泛型的gopher来说,这个时间有点长!好在Go项目组已经提供了一些抢先体验Go泛型语法的方法,这里我们就来全面介绍一下,小伙伴们可以根据自己的情况任选一种抢先体验Go泛型!

1. Go泛型在线playground

2020.6月末,Ian Lance Taylor和Robert Griesemer在Go官方博客发表了文章《The Next Step for Generics》,介绍了Go泛型工作的最新进展。同时,Go团队还推出了可以在线试验Go泛型语法的playground:https://go2goplay.golang.org:

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通过该在线playground,我们可以体验最新的Go泛型语法并查看编译和运行结果。

在线playground的好处就在于可以随时随地访问和体验,体验设备也不局限于计算机,甚至可以使用手机/平板终端。不过该playground在国内访问不畅,并且体验仅局限于单文件的形式,对于复杂一些的项目无法支持。

2. 基于源码编译出go2go工具

Go项目在dev.go2go分支上加入了Go泛型语法的实现,我们可以在本地基于Go项目源码构建出可以用于体验Go泛型的go2go工具。

要想构建go2go工具,我们首先就需要下载Go项目源码。但截至目前,Go项目仓库github.com/golang/go有45000多次提交,在国内以20k/s的速度clone这个仓库那是相当耗时费力,还不一定有好结果(经常断连,一断连,就要重新来过)。当然如果你有高速vpn则另当别论了。这里介绍一个下载github上Go项目源码的过渡方法:利用gitee(码云)建立Go仓库镜像库,然后从码云以2M/s速度下载。步骤如下:

  • 在gitee上建立一个公共仓库,比如:gitee.com/bigwhite/go,在建立仓库时选择“导入现有库”,填入现有库的地址:https:///github.com/golang.go.git,之后,强大的“码云”就会帮助我们快速同步了。

  • 之后我们就可以从码云clone这个仓库:gitee.com/bigwhite/go,2M/s的速度,一分钟内就完成clone。并且码云支持强制从源仓库github.com/golang/go同步最新更新到镜像仓库,十分方便。

$git clone https://gitee.com/bigwhite/go.git

既然我已经在码云建立的go仓库的镜像,各位小伙伴儿们就可以直接clone我的公共库(https://gitee.com/bigwhite/go)来获取go仓库源码了。

接下来,我们来构建go2go工具,主要步骤如下(当前环境为ubuntu,并已安装的go的版本为go 1.15.4 linux/amd64):

  • 切换到dev.go2go分支
// 进入下载后的go仓库源码目录(我这里为~/.bin/go)
$git checkout dev.go2go
Branch 'dev.go2go' set up to track remote branch 'dev.go2go' from 'origin'.
Switched to a new branch 'dev.go2go'

注:ubuntu需安装build-essential(apt-get install build-essential),否则在go源码编译过程可能会出现“fatal error: stdlib.h: No such file or directory”的错误。

  • 编译dev.go2go分支源码

Go源码编译是“一键式”的,并且速度非常快!进入到Go项目源码下的src目录(cd ~/.bin/go/src),执行下面命令:

$./all.bash 

Building Go cmd/dist using /root/.bin/go1.15.4. (go1.15.4 linux/amd64)
Building Go toolchain1 using /root/.bin/go1.15.4.
Building Go bootstrap cmd/go (go_bootstrap) using Go toolchain1.
Building Go toolchain2 using go_bootstrap and Go toolchain1.
Building Go toolchain3 using go_bootstrap and Go toolchain2.
Building packages and commands for linux/amd64.
... ...
ALL TESTS PASSED
---
Installed Go for linux/amd64 in /root/.bin/go
Installed commands in /root/.bin/go/bin
*** You need to add /root/.bin/go/bin to your PATH.

构建后的可执行文件go与gofmt被放在了bin目录下(~/go/bin),为方便使用,我们最好将其所在路径配置到PATH环境变量中。。

  • 验证构建结果
$go version
go version devel +440f144a10 Tue Nov 24 01:29:01 2020 +0000 linux/amd64

如果看到上面结果,说明构建是ok的。

接下来,我们就来使用构建出的go工具体验一下编译运行一个使用泛型语法编写的源文件sort.go2

// sort.go2

package main

import (
    "fmt"
    "sort"
)

type Lang struct {
    Name string
    Rank int
}

type sliceFn[T any] struct {
    s   []T
    cmp func(T, T) bool
}

func (s sliceFn[T]) Len() int           { return len(s.s) }
func (s sliceFn[T]) Less(i, j int) bool { return s.cmp(s.s[i], s.s[j]) }
func (s sliceFn[T]) Swap(i, j int)      { s.s[i], s.s[j] = s.s[j], s.s[i] }

func SliceFn[T any](s []T, cmp func(T, T) bool) {
    sort.Sort(sliceFn[T]{s, cmp})
}

func main() {
    langs := []Lang{
        {"rust", 2},
        {"go", 1},
        {"swift", 3},
    }

    SliceFn(langs, func(p1, p2 Lang) bool { return p1.Rank < p2.Rank })
    fmt.Println(langs) // [{go 1} {rust 2} {swift 3}]
}

go2go是以go tool的一个子命令形式存在的,它支持编译和运行以.go2为后缀的Go源文件,如果让它编译和运行.go文件,它会报如下错误:

$go tool go2go run sort.go
Go file sort.go was not created by go2go

编译运行上面的sort.go2的命令和结果如下:

$go tool go2go run sort.go2
[{go 1} {rust 2} {swift 3}]

有小伙伴可能会说,这个例子也是单一源文件,太简单!那我们接下来就整一个稍复杂些的。go2go这个子命令自带了一些复杂的Go泛型包,这些包的源码被放在了Go仓库源码的src/cmd/go2go/testdata下面:

$tree -LF 2 go2path
go2path
└── src/
    ├── alg/
    ├── chans/
    ├── constraints/
    ├── graph/
    ├── gsort/
    ├── list/
    ├── maps/
    ├── metrics/
    ├── orderedmap/
    ├── sets/
    └── slices/

go2go目前仅支持gopath mode,还不支持module-ware mode。go2go支持专用的GO2PATH环境变量用于指示GOPATH路径,也可以用传统的GOPATH环境变量。为了使用go2go自带的那些样例源码包,我们需要将GOPATH或GO2PATH设置为\$GOROOT/src/cmd/go2go/testdata/go2path。我们在go2path路径下建立我们的样例repo:

$tree -LF 5 go2path
go2path
└── src/
    │   ... ...
    ├── github.com/
    │   └── bigwhite/
    │       └── gsort-demo/
    │           └── demo.go2
    │   ... ...
    └── slices/
        ├── slices.go2
        └── slices_test.go2

// demo.go2
package main

import (
    "fmt"
    "gsort"
)

type Lang struct {
    Name string
    Rank int
}

func main() {
    langs := []Lang{
        {"rust", 2},
        {"go", 1},
        {"swift", 3},
    }

    gsort.SliceFn(langs, func(p1, p2 Lang) bool { return p1.Rank < p2.Rank })
    fmt.Println(langs)
}

我们可以用两种方法运行demo.go2:

// 设置GO2PATH:

~/.bin/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path/src/github.com/bigwhite/gsort-demo$ GO2PATH=$GOROOT/src/cmd/go2go/testdata/go2path go tool go2go run demo.go2
[{go 1} {rust 2} {swift 3}]

或

// 设置GOPATH和关闭GO111MODULE:

~/.bin/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path/src/github.com/bigwhite/gsort-demo$ GOPATH=$GOROOT/src/cmd/go2go/testdata/go2path GO111MODULE=off go tool go2go run demo.go2
[{go 1} {rust 2} {swift 3}]

通过源码构建go2go工具的方法是体验Go泛型最基本的方法,我们还可以定期更新Go项目源码以体验泛型草案的最新变化。我们还可以通过go doc cmd/go2go来查看go2go命令的文档。

3. 使用go2go的docker容器

如果觉得使用源码构建本地可用的go2go工具依然“门槛高”或者繁琐,那么可以利用一些gopher已经上传的现成的docker容器来构建使用了泛型语法的*.go2文件。这里使用的是levonet/golang:go2go

$docker pull levonet/golang:go2go
  • 使用go2go容器编译运行单个*.go2文件

我们还以上面那个sort.go2为例,该文件可以放在任意目录下,然后我们在该文件所在目录下执行下面命令即可编译运行它:

$ docker run --rm -v "$PWD":/go/src/myapp -w /go/src/myapp levonet/golang:go2go go tool go2go run sort.go2
[{go 1} {rust 2} {swift 3}]

这句docker run命令的含义是:将宿主机当前工作目录(即sort.go2所在目录)挂载到容器中的/go/src/myapp下面,并将/go/src/myapp作为当前工作目录,执行go tool go2go run sort.go2

对于复杂的如上面的github.com/bigwhite/gsort-demo的例子,通过docker容器一样可以编译,只不过命令复杂一些:

~/temp/github.com $docker run --rm -v "$PWD":/usr/local/lib/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path/src/github.com -w /usr/local/lib/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path/src/github.com/bigwhite/gsort-demo -e GO2PATH="/usr/local/lib/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path" levonet/golang:go2go go tool go2go run demo.go2
[{go 1} {rust 2} {swift 3}]

我们将github.com目录放在任意目录下,比如:~/temp,然后将当前目录挂载到容器的/usr/local/lib/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path/src/github.com目录下,设定工作目录为/usr/local/lib/go/src/cmd/go2go/testdata/go2path/src/github.com/bigwhite/gsort-demo,然后为容器新增以环境变量GO2PATH,这样我们就可以编译运行demo.go2了。

注1:容器中的GOROOT为/usr/local/lib/go

4. 使用Goland体验Go泛型

著名Go语言IDE产品goland也宣布支持体验最新的Go泛型语法,由于笔者很少使用图形化的IDE,因此各位小伙伴可自行通过这篇博客https://blog.jetbrains.com/go/2020/11/24/experimenting-with-go-type-parameters-generics-in-goland/来了解具体情况。

5. 参考资料

  • levonet/golang – https://hub.docker.com/r/levonet/golang
  • dev.go2go branch – https://go.googlesource.com/go/+/refs/heads/dev.go2go/README.go2go.md

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