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评点2021-2022年上市的那些Go语言新书

本文永久链接 – https://tonybai.com/2022/06/01/reviewing-those-new-go-language-books-coming-out-in-2021-2022

计算机科学与技术这个工业大类与传统工业类别相比还很“年轻”,并且由于历史原因,整个计算机科学与技术学科的奠基都是由欧美人完成的,因此但凡诞生一门新IT技术或新编程语言,我们首先参考的都是来自欧美的外文技术书籍(影印或翻译)。

以Go为例,笔者最先接触的Go技术书籍资料是《The Way To Go》

这也是笔者早期学习Go语言时最喜欢翻看的一本书,也是我目前见到的、最全面详实的讲解Go语言的书籍了,可以说是Gopher们的第一本“Go语言百科全书”。可能是由于这本书出版太早了,等国内出版社意识到要引进Go语言方面的书籍的时候,这本书使用的Go版本已经太老了。不过,这本书中绝大部分例子依然可以在今天最新的Go编译器下通过编译并运行起来。

另外一本不得不提的就是由K&R C中的K:Brian W. Kernighan老爷子参与编写的《The Go Programming Language》

这本书模仿并致敬《The C Programming Language》的经典结构,从一个”hello, world”示例开始带领大家开启Go语言之旅。作者行文十分精炼,字字珠玑,这与《The C Programming Language》的风格保持了高度一致。而且,书中的示例在浅显易懂的同时,又极具实用性,还突出Go语言的特点(比如并发web爬虫、并发非阻塞的缓存系统等)。读完这本书后,你会有一种爱不释手,马上还要从头再读一遍的感觉,这也许这就是“Go语言圣经”的魅力吧!

不过,随着Go语言在国内的扎根和广泛应用,国内接纳Go较早的一批Gopher以及国内大厂“身经百战”的Gopher开始将Go语言沉淀下来,并陆续上线了自己的作品。从2020年开始,国内作者出版的Go语言相关书籍已经逐渐多了起来,并且质量也在逐渐提升。就像我在《Go语言第一课》 的加餐文章《我“私藏”的那些优质且权威的Go语言学习资料》中预测的那样:将有更多Gopher加入Go技术书籍的写作行列,从2021开始的3年,国内Go语言技术书籍也会迎来一波小高峰

618购物节前夕,我就来简单评点一下2021年至今出版的口碑还不错的Go语言新书(按出版时间顺序),大家可以趁打折力度较大的窗口按需从电商平台购买纸版书或电子书渠道购买电子书阅读^_^。


1. 《Go语言底层原理剖析》 2021.8

Go语言是带有GC与运行时的语言,这就意味着很多东西不是“表面”看到的那样,比如string、切片、map等类型在运行时的表示与我们在源码中看到的有很大不同。要想玩转Go语言,不下沉到“原理”这一层还真不行。

《Go语言底层原理剖析》这本书显然也是定位了那些对Go原理有述求的这部分gopher群体。书的作者郑建勋老师是滴滴的高级研发工程师。大家知道,滴滴公司内部使用Go技术栈实现的服务比例是很高的,因此这本书也是郑老师在滴滴“摸爬滚打”后的实践检验的沉淀与总结。

这本书从Go编译构建原理起步,然后过渡到Go的几种常见复合类型(数组、字符串、切片、map)的实现原理的讲解,再到对Go核心语法函数、接口、异常处理的原理说明,最后是Go的精华,也是最难啃的部分:goroutine调度、内存分配与GC。如果从覆盖的内容全面性上,应该说基本都包含到了。

笔者在微信读书上对整本书做了阅读,从阅读体验来看,郑老师的技术十分扎实,讲解也很到位。美中不足的是,有些内容刚刚引发你想继续深入的兴趣时,书籍内容却在这里戛然而止了。如果能继续展开就更好了,也许这是基于书籍篇幅上的考量。

✩豆瓣评分:8.5
✩微信读书推荐值:57.7%

本书在豆瓣口碑与微信读书推荐上存在一些分化,原因这个还不得而知。

2. 《Go语言设计与实现》 2021.11

《Go语言设计与实现》一书是作者左书祺(Draven)在其同名开源电子书《Go语言设计与实现》的基础上进一步系统整理和丰富而成。左老师的开源电子书在国内Gopher圈内有着相当好的口碑,他擅长以精美插图的方式对技术细节进行细致入微的讲解,作者甚至还专门出过一篇《技术文章配图指南》来说明其文章中插图制作使用的工具以及方法。

和《Go语言底层原理剖析》一样,《Go语言设计与实现》同样聚焦在Go编译器、类型系统与运行机制的原理层面,两本书对原理的说明角度和风格各有特点,就看读者喜欢哪种。更好的方法是主题阅读,两个相互参照的看。

编写面向Go底层原理的书是有一定“风险”的,很容易随着时间的流逝而变得“outdated”,这是因为Go语言还在快速演进中,其底层实现也在不断变化,远没有Java那样成熟,所以很难像神作《深入理解java虚拟机》那般“稳定”,需要不断更新。在这一点上,纸板书反倒没有开源电子书优势明显,后者可做到以快速持续的迭代更新。

不过笔者觉得:要想对一个语言机制的底层原理理解透彻,光是掌握其当前的实现机制还不够,了解其实现机制的历史演进过程将大有裨益,而上面的两本书的价值恰恰还可以体现在这个方面,尤其是当书中的实现机制在将来过时的时候。

✩豆瓣评分:8.5
✩微信读书推荐值:未上架

3. 《Go语言精进之路》 2021.12.17

写Go语言语法方面的书风险小,Go书籍的寿命都很长,这是因为Go1兼容性承诺的存在,这也是Go书籍作者的幸运。

《Go语言精进之路》笔者的作品,该作品主要面向一个刚刚Go入门后的Go新手,就像副标题描述的那样,聚焦于告诉一个Go入门新手如何能像Go开发团队那样写出符合Go思维和语言惯例的高质量代码。书中也有一部分底层原理的介绍,但这些介绍也都是为了配合主线的讲解。由于是偏思维、方法与技巧方面的讲解,里面的绝大部分知识点,即使是几年后,依然是有效的。这就像出版于2015年的Go语言圣经《The Go Programming language》目前看毫不过时一样。

笔者自己的书不好自作点评,下面是近期一位读者在weibo上主动at我的评价

其他评价/评论大家也可以在书籍的豆瓣页面或微信读书页面上自行查看。

✩豆瓣评分:8.9
✩微信读书推荐值:84.1%

4. 《Go语言定制指南》 2022.2.1

《Go语言定制指南》是国内Go技术专家柴树衫老师既《Go语言高级编程》后的又一力作,这次内容更加聚焦:围绕Go语法分析树学习Go词法分析、语法分析、语义分析以及中间代码生成的原理,并基于Go语法树对Go语言进行二次改造,基于Go语言语法裁剪出一个极小子集——凹语言,并实现其的解释执行。

更具体来说,书中主要讲解的是go/ast和go/types等Go编译器相关包的用法,比如:结合Go语言的文法、语法与go/ast包输出的语法树的对应关系;使用go/types进行语义检查的方法等。

这也是目前国内第一本以Go编译器前端为中心的Go语言技术书籍,即便放眼全世界,这也是稀有的。如果你对Go编译器的工作原理、对定制Go语言十分感兴趣,那么此书是你的不二之选。

不过编译器和语言开发是门槛较高的领域,不免会出现“曲高和寡”的境遇,这本书注定是本已是小众的Go社区中的小众群体的菜。

✩豆瓣评分:暂无
✩微信读书推荐值:暂无

5. 引进版新书简评

在豆瓣图书搜索Go技术书籍,看到下面几本刚刚出版不久(可能尚未上架)以及即将出版的几本引进版的新书,这里顺便说说。

这是O’Reilly出版社于2021年3月出版的《Learning Go: An Idiomatic Approach to Real-World Go Programming》的中译版,中文版我还没有来得及读,不过原版我是粗略读过的。这本书面向Go入门群体,同时结合一些实战的例子,与《The Go Programming Language》的受众群体相似度很高。

这本书(原版)整体质量很高,语言精炼,讲解全面,更重要的是它似乎也是第一个包含Go泛型内容的Go入门书,只不过出版时,Go泛型尚未正式发布。今年3月份Go 1.18泛型落地后,该书作者还对泛型章节做了修订,并在网上提供电子版供读者下载。

这两本都是索斯藤·鲍尔(Thorsten Ball)在2018年自出版的书!作者使用Go语言手把手教你实现了一门类C语法的Monkey语言,从词法分析、语法分析、建立语法树并进行语法分析,到生成字节码,并实现可以执行该字节码的虚拟机,实现Monkey语言的真实执行。这本书在国外颇受好评。

作者在书中采用的是手写词法分析器和语法分析器的方式,而不是借助像ANTLR这样的parser生成工具,这可以让读者更加深刻的理解和认知一门编程语言的实现过程,酷感十足。

6. 小结

我们看到,2021年来出品的Go技术书籍都获得了不错的口碑,这也说明国内Go语言的整体水准在提升,对于刚刚加入Go社区的小伙伴们,这是真金白银般的好消息,看好书可以避免走弯路,节省大量时间与精力!

挑一本适合你的,该出手时就出手吧!

注意:以上豆瓣评分与微信读书推荐值都是2022.5.31的快照值,不代表后续不会发生变化


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绞尽脑汁,帮你理解方法本质并选择正确的receiver类型

本文永久链接 – https://tonybai.com/2022/05/17/understand-the-nature-of-go-method-and-how-to-choose-the-correct-receiver-type

Go语言虽然不支持经典的面向对象语法元素,比如:类、对象、继承等,但Go语言也有方法(method)。和函数相比,Go语言中的方法在声明形式上仅仅多了一个参数,Go称之为receiver参数,而receiver参数正是方法与类型之间的纽带。

那么Go语言的方法究竟是什么?它与函数究竟是什么关系?我们又该如何选择receiver参数的类型呢? 是选择值类型还是指针类型?

本文将通过《Go语言精进之路:从新手到高手的编程思想、方法与技巧》这本书的内容来帮助大家深入理解Go方法的本质,并给出receiver参数类型选择的原则,让大家不再困惑。

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1.什么是Go语言的方法(method)

Go方法的一般声明形式如下:

func (receiver T/*T) MethodName(参数列表) (返回值列表) {
    // 方法体
}

上面方法声明中的T称为receiver的基类型。通过receiver,上述方法被绑定到类型T上。换句话说:上述方法是类型T的一个方法,我们可以通过类型T或*T的实例调用该方法,如下面伪代码:

var t T
t.MethodName(参数列表)

var pt *T = &t
pt.MethodName(参数列表)

Go方法具有如下特点:

1)方法名的首字母是否大写决定了该方法是否是导出方法;

2)方法定义要与类型定义放在同一个包内。由此我们可以推出:不能为原生类型(如int、float64、map等)添加方法,只能为自定义类型定义方法(示例代码如下)。

// 错误的做法
func (i int) String() string { // 编译器错误:cannot define new methods on non-local type int
    return fmt.Sprintf("%d", i)
}
// 正确的做法
type MyInt int

func (i MyInt) String() string {
    return fmt.Sprintf("%d", int(i))
}

同理,可以推出:不能横跨Go包为其他包内的自定义类型定义方法。

3)每个方法只能有一个receiver参数,不支持多receiver参数列表或变长receiver参数。一个方法只能绑定一个基类型,Go语言不支持同时绑定多个类型的方法。

4)receiver参数的基类型本身不能是指针类型或接口类型,下面的示例展示了这点:

type MyInt *int
func (r MyInt) String() string { // 编译器错误:invalid receiver type MyInt (MyInt is a pointer type)
    return fmt.Sprintf("%d", *(*int)(r))
}

type MyReader io.Reader
func (r MyReader) Read(p []byte) (int, error) { // 编译器错误:invalid receiver type MyReader (MyReader is an interface type)
    return r.Read(p)
}

和其他主流编程语言相比,Go语言从函数到方法仅仅多出了一个receiver,这大大降低了Gopher们学习方法的门槛。但即便如此,Gopher们在把握方法本质以及如何选择receiver的类型时仍存在困惑,本节我就针对这些困惑做重点的说明。

2. 方法的本质

前面提到过:Go语言没有类,方法与类型通过receiver联系在一起,我们可以为任何非内置原生类型定义方法,比如下面的类型T:

type T struct {
    a int
}

func (t T) Get() int {
    return t.a
}

func (t *T) Set(a int) int {
    t.a = a
    return t.a
}

C++的对象在调用方法时,编译器会自动传入指向对象自身的this指针作为方法的第一个参数。而对于Go来说,receiver其实也是同样道理,我们将receiver作为第一个参数传入方法的参数列表,上面示例中的类型T的方法就可以等价转换为下面的普通函数:

func Get(t T) int {
    return t.a
}

func Set(t *T, a int) int {
    t.a = a
    return t.a
}

这种转换后的函数就是方法的原型。只不过在Go语言中,这种等价转换是由Go编译器在编译和生成代码时自动完成的。Go语言规范中提供了一个新概念,可以让我们更充分地理解上面的等价转换。

Go方法的一般使用方式如下:

var t T
t.Get()
t.Set(1)

我们可以将上面方法调用用下面的方式做等价替换:

var t T
T.Get(t)
(*T).Set(&t, 1)

这种直接以类型名T调用方法的表达方式被称为方法表达式(Method Expression)。类型T只能调用T的方法集合(Method Set)中的方法;同理*T只能调用*T的方法集合中的方法(关于方法集合,我们会在下一节中做详细讲解)。我们看到:方法表达式有些类似于C++中的类的静态方法,静态方法在使用时以该C++类的某个对象实例作为第一个参数。而Go语言的方法表达式(Method Expression)在使用时,同样以receiver参数所代表的实例作为第一个参数。

这种通过方法表达式对方法进行调用的方式与我们之前所做的方法到函数的等价转换如出一辙。这就是Go方法的本质:一个以方法所绑定类型实例为第一个参数的普通函数

方法表达式体现了Go方法的本质:其自身的类型就是一个普通函数。我们甚至可以将其作为右值赋值给一个函数类型的变量:

var t T
f1 := (*T).Set // f1的类型,也是T类型Set方法的原型:func (t *T, int)int
f2 := T.Get    // f2的类型,也是T类型Get方法的原型:func(t T)int
f1(&t, 3)
fmt.Println(f2(t))

3. 正确选择receiver参数类型

有了上面对Go方法本质的分析,我们再来理解receiver并在定义方法时选择正确的receiver类型就简单多了。我们再来看一下方法和函数的“等价变换公式”:

func (t T) M1() <=> M1(t T)
func (t *T) M2() <=> M2(t *T)

我们看到:M1方法的receiver参数类型为T,而M2方法的receiver参数类型为*T。

1)当receiver参数的类型为T时,即选择值类型的receiver

我们选择以T作为receiver参数类型时,T的M1方法等价为M1(t T)。我们知道Go函数的参数采用的是值拷贝传递,也就是说M1函数体中的t是T类型实例的一个副本,这样M1函数的实现中无论对参数t做任何修改都只会影响副本,而不会影响到原T类型实例。

2)当receiver参数的类型为*T时,即选择指针类型的receiver

我们选择以*T作为receiver参数类型时,T的M2方法等价为M2(t *T)。我们传递给M2函数的t是T类型实例的地址,这样M2函数体中对参数t做的任何修改都会反映到原T类型实例。

我们以下面的例子演示一下选择不同的receiver类型对原类型实例的影响:

// chapter4/sources/method_nature_1.go
type T struct {
    a int
}

func (t T) M1() {
    t.a = 10
}

func (t *T) M2() {
    t.a = 11
}

func main() {
    var t T // t.a = 0
    println(t.a)

    t.M1()
    println(t.a)

    t.M2()
    println(t.a)
}

运行该程序:

$ go run method_nature_1.go
0
0
11

在该示例中,M1和M2方法体内都对字段a做了修改,但M1(采用值类型receiver)修改的只是实例的副本,对原实例并没有影响,因此M1调用后,输出t.a的值仍为0;而M2(采用指针类型receiver)修改的是实例本身,因此M2调用后,t.a的值变为了11。

很多Go初学者还有这样的疑惑:是不是T类型实例只能调用receiver为T类型的方法,不能调用receiver为*T类型的方法呢?答案是否定的。无论是T类型实例,还是*T类型实例,都既可以调用receiver为T类型的方法,也可以调用receiver为*T类型的方法。下面例子证明了这一点:

// chapter4/sources/method_nature_2.go
package main

type T struct {
    a int
}

func (t T) M1() {
}

func (t *T) M2() {
    t.a = 11
}

func main() {
    var t T
    t.M1() // ok
    t.M2() // <=> (&t).M2()

    var pt = &T{}
    pt.M1() // <=> (*pt).M1()
    pt.M2() // ok
}

通过例子我们看到T类型实例t调用receiver类型为*T的M2方法是没问题的,同样*T类型实例pt调用receiver类型为T的M1方法也是可以的。实际上这都是Go语法糖,Go编译器在编译和生成代码时为我们自动做了转换。

到这里,我们可以得出receiver类型选用的初步结论:

  • 如果要对类型实例进行修改,那么为receiver选择*T类型;
  • 如果没有对类型实例修改的需求,那么为receiver选择T类型或*T类型均可;但考虑到Go方法调用时,receiver是以值拷贝的形式传入方法中的。如果类型size较大,以值形式传入会导致较大损耗,这时选择*T作为receiver类型会更好些。

对于receiver的类型的选择其实还有一个重要因素,那就是类型是否要实现某个interface,我们继续往下看。

Go语言的一个创新就是自定义类型与接口之间的实现关系是松耦合的:如果某个自定义类型T的方法集合是某个interface类型的方法集合的超集,那么就说类型T实现了该接口,并且类型T的变量可以被赋值给该接口类型的变量了,即我们说的方法集合决定接口实现。

方法集合(Method Set)是Go语言中一个重要的概念,在为接口类型变量赋值、使用结构体嵌入/接口嵌入、类型别名(type alias)和方法表达式(method expression)等时都会用到方法集合,它像“胶水”一样将自定义类型与接口隐式地粘结在一起。

要判断一个自定义类型是否实现了某接口类型,我们首先要识别出自定义类型的方法集合以及接口类型的方法集合。但有些时候它们并非那么明显,尤其是当存在结构体嵌入、接口嵌入和类型别名时。

这里我们实现了一个工具函数可以方便输出一个自定义类型或接口类型的方法集合。

// chapter4/sources/method_set_utils.go

func DumpMethodSet(i interface{}) {
    v := reflect.TypeOf(i)
    elemTyp := v.Elem()

    n := elemTyp.NumMethod()
    if n == 0 {
        fmt.Printf("%s's method set is empty!\n", elemTyp)
        return
    }

    fmt.Printf("%s's method set:\n", elemTyp)
    for j := 0; j < n; j++ {
        fmt.Println("-", elemTyp.Method(j).Name)
    }
    fmt.Printf("\n")
}

接下来,我们就用该工具函数输出一下本节开头那个示例中的接口类型和自定义类型的方法集合:

// chapter4/sources/method_set_2.go
type Interface interface {
    M1()
    M2()
}

type T struct{}

func (t T) M1()  {}
func (t *T) M2() {}

func main() {
    var t T
    var pt *T
    DumpMethodSet(&t)
    DumpMethodSet(&pt)
    DumpMethodSet((*Interface)(nil))
}

运行上述代码:

$ go run method_set_2.go method_set_utils.go
main.T's method set:
- M1
*main.T's method set:
- M1
- M2
main.Interface's method set:
- M1
- M2

在上述输出结果中,T、*T和Interface各自的方法集合一目了然。我们看到T类型的方法集合中只包含M1,无法成为Interface类型的方法集合的超集,因此这就是开篇例子中编译器认为变量t不能赋值给Interface类型变量的原因。在输出的结果中,我们还看到*T类型的方法集合为[M1, M2]。*T类型没有直接实现M1,但M1仍出现在*T类型的方法集合中了。这符合Go语言规范中的说法:对于非接口类型的自定义类型T,其方法集合为所有receiver为T类型的方法组成;而类型*T的方法集合则包含所有receiver为T和*T类型的方法。也正因为如此,pt才能成功赋值给Interface类型变量。

到这里,我们完全明确了为receiver选择类型时需要考虑的第三点因素:是否支持将T类型实例赋值给某个接口类型变量。如果需要支持,我们就要实现receiver为T类型的接口类型方法集合中的所有方法

4. 小结

本文详细介绍了Go语言方法的定义与使用注意实现,并通过实例告诉大家Go方法的本质以及receiver参数的类型选择的三点原则,牢记这三点原则,方法的receiver就再也不会困扰到你了。如果您想要了解更多有关Go语言编程方面的精华内容,推荐您详细阅读我的新作《Go语言精进之路:从新手到高手的编程思想、方法与技巧》

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