C | Tony Bai - Part 21

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Go是编程语言世界的“特斯拉”

十二月 1, 2020
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Go技术专栏“改善Go语⾔编程质量的50个有效实践”正在慕课网火热热销中！本专栏主要满足广大gopher关于Go语言进阶的需求，围绕如何写出地道且高质量Go代码给出50条有效实践建议，上线后收到一致好评！78元简直就是白菜价，简直就是白piao! 欢迎大家订阅！

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本文翻译自《GO — The TESLA Of Programming World》 – https://medium.com/globant/go-the-tesla-of-programming-world-a3ad8584723e。内容有改编。

免责声明：本文的内容仅用于娱乐和提供信息。我强烈建议读者不要基于这篇文章来进行专业领域的决策。这里表达的观点仅是作者本人的观点，绝不代表作者所属任何组织的观点，思想或意识形态。

缘起

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回味着晨起后的五谷豆浆在口中的余香，反思着二闺女这四个月来的成长情况，一篇关于Go终于拥抱泛型的文章映入眼帘，紧接着就是3000多辆中国制造的出口欧洲的特斯拉Model 3汽车抵达比利时泽布吕赫港的消息。一个奇怪的想法油然而生并钻入了我的大脑：如果说Go和Tesla是通过“如何不陷入困境并对未来进行超前思考”而收到回报的新典范，那么保留了父母物种复杂的身体解剖结构的新生婴儿如何成长和发展自己的性格和态度呢。这就是让我感觉到Go确实是编程语言中的TESLA的原因和驱动力。

TESLA在汽车世界和Go在编程世界中的崛起和成长有着惊人的相似：

两者的诞生都打破了他们各自领域中已约定俗成的做事方式的束缚，并提出了一种新的高效方法来完成相同的事情；
两者都取得了惊人的成绩，并按照各自的增长计划前进，并似乎正在赢得这场战斗；
两者已完成的和目标都是保留各自领域的优秀部分，并在硬性方面有所改进；
两者都将成为各自领域帝国的未来。

开端

与普遍的看法相反，是通用汽车而不是特斯拉生产了世界上第一批量产的电动汽车，名为EV1。这辆车仅租赁而不出售，在生产了几年后，通用汽车召回了所有EV1汽车并销毁了它们！这促使马丁·埃伯哈德（ Martin Eberhard）和马克·塔彭宁（ Marc Tarpenning）启动TESLA（最初是TESLA汽车公司）来挑战大型汽车制造商，并引领世界进入零排放的出行方式。

在使用Go之前，Google的开发人员面临着编译时间，代码可维护性等问题，这些问题直接影响了生产力。另外，他们需要一种具有更好的并发支持的编程语言，以更好地利用多核处理器的特性。同时更易于学习，易于实现，编写更少的程序代码。Google当时主要使用C++，并且对代码中的任何问题或较小的修改都将花费一天多的时间。C++的另一个缺点与它的内存管理模型有关：内存的分配和释放不是动态的，并且如果程序员没处理好内存分配与释放事宜，就会导致内存泄露，导致应用程序运行变慢并最终崩溃。

在Go之前的时代，在项目开始时，需要选择要使用的编程语言：使用Python可简化操作，但也放弃了内存，CPU管理和可移植性；使用Java可利用其垃圾回收、自动内存管理和可移植性，但却以放弃简单为代价；选择其他诸如C++之类的语言则具有复杂的内存管理模型，并且没有内置的垃圾回收器。走进Go：一种简单易学的编程语言，由Rob Pike等设计的一种带有内置垃圾收集器（比Java中的垃圾收集器简单得多）的语言，支持静态编译并支持并发编程。

经过上面仔细剖析，可以注意到TESLA和Go的成立都是由于出现了机会。一个触发了他们各自的创造者开发出一种方法，试图解决各自领域中“当时”缺点的机会。

自持(自举)

电动汽车最重要的组件是电池，而对于编程语言来说，其最重要的组件则是被称为编译器的软件。TESLA的埃隆·马斯克（Elon Musk）最近宣布，他们将开发一种“tabless”电池，这将有助于为其车辆提供更好的续驶里程。重要消息，TESLA将自行生产这些电池。

为什么特斯拉一开始就没有自己的电池制造部门？没有具体的原因，但特斯拉优先考虑在汽车制造方面获得他们需要的专业知识，然后冒险为他们的汽车制定内部电池生产计划。

Go编译器是“语言实现自身”的一个典型案例。在Go 1.4版本之前，Go语言的编译器是用C编写的，后来被用Go编写的代码取代了！

这样的自举变化提供了诸多好处，比如：可以更好地控制编译器，因为Go更简单，这使得调试编译器问题更快更容易。此外，Go还对单元测试和性能分析提供了出色的内置支持。

进一步阅读：对于你们当中好奇心重的人，在下面的资源链接中提供了一些资料，这些资料解释了对Go编译器进行更改的动机。https://docs.google.com/document/d/1P3BLR31VA8cvLJLfMibSuTdwTuF7WWLux71CYD0eeD8/edit

创新

在当今竞争激烈的世界中，创新一直是成功的关键所需。TESLA和Go都采用了颠覆性创新的方法。具有破坏性并不意味着新进入者必须挑战/修改/改变已经建立的完成任务方式的方方面面，而是在当前趋势下采取一种不同，更好，更简单，通常更有效的方式来完成任务。

根据维基百科，颠覆性创新是指一种创建新的市场和价值网络并最终破坏现有的市场和价值网络，取代当前已建立的市场的领先的公司，产品和联盟的创新。

TESLA通过几乎不存在的电动汽车制造提案进入了以燃油动力汽车为主的汽车制造市场。TESLA保留了久经考验的车辆空气动力学设计，但彻底改变了这些车辆自我推进的方式。自从他们的第一款汽车问世以来，大约12年之久，TESLA便将这场斗争推向了传统汽车制造商的家门口，而这些传统汽车制造商的生存受到了威胁，除非他们也通过创新。TESLA引领着交通的未来：零排放，可再生能源驱动的车辆。

Go是建立在现有编程语言，例如C，Pascal和Oberon的久经考验的优势之上的编程语言。摆在Go面前的最大、最复杂的难题就是：如何实现简单和最小化。C语言已经很简单，但是Go将简单性提高到了更高的水平。Go以其在学习和实现方面的简单性以及遵循一种简单的方法来实现复杂的编程概念（如并发性）而广受赞赏。最初，Go旨在解决Google的内部编程障碍。尽管技术进步意味着多核处理器从2006年开始成为标准，但没有一种编程语言可以充分利用这种处理能力，从而导致更快，更好的代码执行时间以及对运行代码的基础硬件和软件基础设施的有效利用。

颠覆性创新方法从Go如何处理某些编程范例得以反映出来。Go允许使用OOP样式的语法，但实际上它并不是面向对象的语言！与其他OO语言一样，它具有类型和方法，但是缺少类型层次结构。Go对继承概念的理解与JAVA等其他OO语言所追求的完全不同。与Java中需要两个关联类进行显式声明不同，Go根据某些合理的条件隐式计算类型关联关系。

尽管进入了已经很拥挤的编程语言世界，Go在短短的十二年间就引起了巨大轰动，可以说是最受喜爱，使用最多和增长最快的编程语言之一。根据当前的市场报告，Go威胁着编程语言中的巨擘Java，并且被广泛视为未来的（头部）编程语言。

成长

TESLA成立于2003年，当时不为人知。2008年，其首款产品发布，到2020年截至7月，TESLA已超越丰田，成为全球最具价值的汽车制造商。这就是创新的TESLA造成的破坏，它很可能取代APPLE成为全球市值最高的公司（按市值计算）。TESLA被公认为领先于其他汽车制造商至少十年的公司！

跨平台Go语言与Google自己的DART一起，是Github上增长最快的编程语言之一。截至2020年第三季度，它是GitHub上第四大最受欢迎的语言。

根据2020年StackOverflow开发人员调查，它是StackOverflow上最受欢迎的语言第5名。Go的发展绝非偶然，也不是炒作，尤其是当您考虑到Docker，Kubernetes，Terraform之类的应用程序完全是用Go编写的。Go也是在职专业人员希望在2020年学习的编程语言之首。借助Go 2.0，Go有望成为企业软件开发的首选语言，以取代长期以来的王者JAVA。

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观念模式

大多数TESLA的用户都是从汽油动力汽车迁移而来，为了熟悉自己的新汽车，用户需要进行重大的观念转变。用户需要了解，他们需要跟踪的不是油位和冷却液位，而是电池电量。用户还需要了解充电周期以及不正确的充电技术对车辆的影响。

对于Go，此处的用户既是开发人员，又是推进Go项目实施工作的用户。开发人员需要特别了解项目需求，优势以及与Go相关的局限性。开发人员经常会从Go入手，这是对这门当前时代编程语言的一种狂热，从而常常忽略了它的局限性。诸如泛型和类型层次结构之类的简单概念也可以成为使用或不使用Go进行项目开发的成败之举。

支持

对于TESLA，售后支持的挑战来自于（充电）基础设施，特别是对基础设施的收费。这可能不是其母国(即美国)的最大障碍，但如果TESLA要扩展到中国等国家，则需要与当地政府机构合作开发必要的基础设施，以维持电动汽车的机动性。

关于Go，最大的障碍是拥有一个支持用户的技术社区。在这一领域，JAVA胜过其他已创立的语言，变得非常有说服力。JAVA得到了来自最大社区的支持。像Go这样发展壮大的语言肯定需要建立强大的，熟练的技术社区，这不仅将有助于Go成长为一种语言，而且还有助于其改进。

可持续性

TESLA建立了自己的品牌之后，要在销售和服务过程中提供最佳的客户支持来维持它，这是一项具有挑战性的工作。此外，由于其雄心勃勃的计划是通过提供新产品来迎合大众，因此需要观察他们在生产过程中是否能够维持同样高水平的质量控制。

与此处的TESLA相比，Go具有更大的可持续性关注。即使基于最小化和简单的原则构建，Go v2.0仍有望引入泛型。展望未来，它的创造者需要确保永不包含任何功能，概念和改进，不要偏离他们的愿景，并且最终不要成为像JAVA那样概念繁多的语言。早期采用JAVA的人也可能会告诉它，它起初只是很小的，但随着时间的流逝，它变得很沉重。Go应该避免走那条路。

总结

考虑到上面所有观点，现在应该很清楚：TESLA取得成功的创新但艰难的道路同样适用于Go。它们各自领域中的困难本质上可能有所不同，但会以相似的原则影响着它们。

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一文告诉你如何抢先体验Go泛型

十一月 28, 2020
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本文首发于我主持的“Gopher部落”知识星球，欢迎大家加入星球，一起学习Go语言！年底前8.8折优惠，不要错过哦！

2020年11月22日，Go核心开发团队技术负责人Russ Cox在golang-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 Griesemer在GopherCon 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。