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Go语言之父谈Go编程语言与环境

十月 6, 2021
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本文永久链接 – https://tonybai.com/2021/10/06/the-go-programming-language-and-environment

2021年中旬，Go语言联合创始人Rob Pike应邀在线出席由UNSW Computing(悉尼新南威尔士大学计算机)组织主办的John Lions Distinguished Lectures，会上Rob Pike以Go之父身份讲述了究竟是什么将Go语言塑造成今天的这个样子以及进入Go生态系统的其他一些事物。

Rob Pike关于Go的观点总是高屋建瓴的，从这个talk中我们可以了解Go语言演化的来龙去脉，这对于我们理解Go、理解Go演化方向、理解Go生态会有较大帮助。由于仅有视频资料，这里将视频中的slide截图按顺序贴在这里，并配以slide中没有但talk中有的一些rob pike的重要观点，供大家参考。

Rob Pike：

(谦虚的说)Go还不能算是主流语言，但Go在全世界范围的影响力与发展远超当初预期。
我们知道：在众多编程语言中，Go可能不是那种interesting的语言。在当时，Go甚至不是一种有技术优势的语言。我们并没有试图推动编程语言理论或设计甚至实践的进步。我们对此并不介意，因为这不是我们的目标。
不知何故，这种语言已经成功地接管了云世界。它是主导docker、kubernetes以及基本上云原生计算基金会中的所有东西的开发语言，当然也包括这之外的其他很多项目。
多年前，有人预测Go是云计算基础设施语言，但现在这已经成为现实。

那么问题来了：一种本质上无人喜欢的语言是如何最终变得如此重要了呢？究竟发生了什么？

Rob Pike给出答案：

一门编程语言的成功取决于很多东西，而不仅仅是语言本身。
Go团队从一开始就知道这一点，于是他们不再局限于创造一门新编程语言，而是将目标定为创造一种编写软件的更好的方法上。因此这门新编程语言将被用于处理当时所用语言所解决不了的诸多问题：包括上面slide中列举的诸多问题。
虽然编程语言本身可以解决上面的一些问题，但仅语言本身还远不够。

Rob Pike：

我们遇到的一个最大的问题就是scale，并且scale拥有多个维度(数轴axes)，包括concurrency、engineering、dependencies。

Rob Pike：
- 这就是我们几个第一次碰面设计一门新编程语言时讨论的话题。

Rob Pike：
- 这就是Go实现的一个生产就绪的Web server的代码。
- 下面探讨fmt.Fprintf的第一个参数的类型，它很特殊，它是一个io.Writer接口类型。

Rob Pike：
- Go代码中充满了这种仅有一两个方法甚至是零个方法的接口类型，这些构成了Go文化之一。
- 我们相信，接口不应该为你所构建的整个世界预先定义，而应该在程序开发过程中有机地产生。让编译器解决一个接口是否好的问题，实际上是比强迫程序员优先解决这些问题更有效的进行软件演化的方式。(because we believe that interfaces should not be predefined for the entire world you are building. but instead should arise organically through program development. and having the compiler work out whether an interface is good or not is an actually more effective way to grow software than forcing the programmers to work it all out a priori)。

Rob Pike：
- 不同于其他编程语言，这些整型不能混合在一起运算(译注：需显式转型)。

Rob Pike：

我们的想法是，从概念上讲，处理并行性和并发性的开销在Go中是非常轻的。这是该语言的一个重要卖点。

Rob Pike：

一旦你把channel/select这些和goroutines结合起来，你就可以完全简单地、正交地把它们放在过程语言(procedure language)之上。并使并发变得简单，让那些以前我承认有时害怕它的人可以使用。

Rob Pike：

我们做了很多努力来建立一套非常好的核心库，允许你做一些事情，如网络、密码学、文本处理、格式化的IO，我们建立了一套核心库，建立在这些简单的接口的想法上，并使用这些接口和其他我们可以使用的机制，如并发性和内存安全属性等等。我们建立了基础库，这样你就可以写一个程序，只使用核心库，这将起到有效的作用，它也可以在生产中启动，并能够处理成千上万并发进行的负载。我们已经看到运行在内部启动的数百万个goroutine的二进制文件，因为它们是轻量级的，它们可以扩展。

Rob Pike：

也许Go的成功最重要的部分是这种兼容性承诺(Go1兼容性承诺)。
更重要的是，我们向用户承诺，如果你的代码今天能用，十年后也能用，而且确实如此。这种对用户社区的承诺是Go应用的一个巨大特点。实际上，在曲线上有一个膝盖型突起，你可以看到采用率的上升，工业界现在可以开始依赖它，因为他们知道，如果他们投资于它，它就会工作。书的作者也可以写书，他们知道十年后书中内容仍然有意义，这是我们故事的一个主要部分。

Rob Pike：

因此，所有这些元素都有一个主题，这个主题就是，如果你想发展一种语言或一个系统，特别是在开源世界中，你必须让别人容易进来。这并不仅仅意味着接受每一个他人提出的pull request，这更意味着创建一个系统，在这个系统中，大家可以很容易使用一种语言，比如：易于解析，易于用支持它的工具进行分析。可以单独工作的库，但被设计成可以相互协作以建立更大的系统。用于高质量工具开发的包，易于理解的开发，高速执行，简单的部署，易于移植。一个模块系统让每个人都能舒适地分享他们的代码，也包括一种鼓励人们共同成长的文化。

Rob Pike：

我们已经建立起这个社区，在社区中大家一起构建了一个软件开发环境并且乐趣多多，这个环境不仅是由语言所培育的，更多是因为上面这些更为重要的因素。

Rob Pike：

Go是关于软件开发的。它不仅仅是关于编程。我认为这就是为什么它能做得那么好的原因。

泛型会不会改变编写Go代码的方式？

Rob Pike：

我们没有从一开始就把它们放进去，因为我们不明白我们怎么会对它感到不舒服，所以不是我们决定不放它们，而是我们不确定如果我们从一个具有参数化多态性的语言开始，如何在所有这些其他方面实现我们想实现的目标。

我相信这仍然是事实。

我相信关于库的工作方式和互连的工作方式等等的很多事情都会有非常不同的味道。如果它是一种多态的语言，我不确定它会有多好。

经过Ian Taylor等人十多年的努力，我们现在有了一个设计，我想说的是，我们不是真正的我，但团队有了一个参数化多态性模型的设计，感觉它与语言的其他部分相匹配。我很想知道它是否会打破这个局面，它可能会打破一切，因为程序员会开始考虑用这种方式写代码，我很想知道它的效果。

Rob Pike的其他观点
- 我认为声明变量的方式有些多。
- 经过我们三人(Rob Pike, Ken Thompson, Robert)达成一致的Go特性已经足够多，足够好了。
- 我们很努力地寻找channel与network一起工作的方式，但我们失败了！

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Go语言很无聊…其实它妙不可言！[译]

一月 7, 2021
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无聊是一种很奇妙的状态，它可以稀释掉人类的一切情感。- 《古董局中局》马伯庸

在GopherCon 2020技术大会上(线上虚拟大会)，Jon Bodner为全球gopher们做了主题为“Go Is Boring”的精彩演讲(关注公众号iamtonybai，发送gophercon2020即可得到GopherCon 2020技术大会幻灯片资料)。

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其实早在2020年6月，Jon Bodner就发表过类似主题的文章《Go is Boring…And That’s Fantastic!》。其副标题为：深入探究世界为何依赖简单，可靠且易于理解的技术。本文将在这篇文章的基础上，结合演讲内容做综合翻译与整理，为大家呈现Jon Bodner这个资深程序员对Go语言哲学的理解。

1. 大多编程语言都在堆砌新功能特性

我从事专业软件工程师已有将近23年的时间，而我编写程序的时间也已有38年了。在这个过程中，我使用过很多编程语言。我喜欢编程语言，并且了解它们的新功能特性以及与之前的语言相比所进行的改动。

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如果看一下过去十年的编程语言，您会发现很多变化。C++，Java，Python和JavaScript增加了许多新功能，而一些新编程语言，诸如Rust和Swift等自诞生以来也发生了显著的变化。这一切都非常令人兴奋，但同时也会让你产生一种感觉：有时候，您永远无法跟上这些语言的所有想法。

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图：C到C++，再到更复杂的C++

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图：Java到Java2，再到更复杂的Java3？

JavaScript、Python、Rust、Swift、… …

2. Go没有这么多功能特性

接下来轮到Go了！考量Go的最好方法是思考它没有的功能特性：

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Go没有虚拟机或基于LLVM的编译器；
Go没有异常(exception)；
Go没有用户定义的实现继承；
Go不支持重载函数、方法或运算符；
Go没有不变量；
Go没有枚举；
Go没有泛型；
自2012年Go 1.0发布以来，Go并未添加任何主要功能特性。

Go令人兴奋的一件事是通过goroutine，channel和select原生支持并发。但是，它基于CSP的思想，即Communicating Sequential Processes, 要知道，这可是一个早在1978年就被提出的思想。

这听起来不像是21世纪的编程语言，对吗？

然而，根据Stack Overflow的说法，Go是第三名程序员最想要学习的语言，而且（也许并非巧合）也是第三名最高薪的语言。硅谷的每个创业公司都在使用Go来构建其基础架构。Go语言编写了Docker，Kubernetes，etcd，Terraform，Vault，Consul，Traefik和许多其他前沿项目。那么问题来了？为什么每个人都对这种无聊的语言感兴趣呢？

3. 为什么每个人都对这种无聊的语言感兴趣呢？

在回答这个问题之前，让我们先退一步。

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这是希腊Argolis的Arkadiko桥，它是世界上最古老的桥梁，至今已有3000多年的历史。令人惊讶的是，它仍在使用中。

现在，我们为什么要关心一座古老的桥呢？这是因为软件开发有一个普遍的、但软件工程师们却不喜欢过多谈论的真理：

我们真的不擅长编写软件。

我指的不仅仅是办公室里的那个人，你的经理在紧要关头派他去减少bug的数量。我指的是每个人–我，你，还有你能想到的所有著名的开发者。

但那些设计和建造桥梁的人，他们很擅长建桥。桥梁能按时、按预算建成，并能持续服务几十、几百、甚至几千年。造桥，如果你仔细想想，还真有点厉害。而桥梁是这样一种常见的现象，它们也是非常无聊的。当一座桥正常工作的时候，没有人惊奇，而当软件正常工作的时候，大家都有点惊奇。

不幸的是，这个世界非常依赖软件。它对软件的依赖甚至可能比对桥梁的依赖更甚。所以，我们必须以比造桥更快的速度更好地编写软件。

4. 这些年我们对编写软件的了解

在过去的60年中，我们在编写程序方面已经学到了一些东西，其中有很多普遍的共识：

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早发现问题比晚发现问题要好。
人们在管理程序的内存方面很糟糕。
代码评审有助于发现bug。
在任何一个超过一个人的项目中，沟通成本占主导地位。

5. 硬件也不能拯救我们

我们可以把这几件我们知道的事情和另一个已经确定下来的事实结合起来：电脑的速度不再快了。至少不像以前那样了。在20世纪80年代和90年代，CPU每1-2年就会快一倍。但现在情况变了。

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当你看单核性能时，2019年最快的酷睿i9的速度不到2011年最快的酷睿i7的两倍。我们没有变得更快，而是给CPU增加了更多的核心。当你看多核性能时，它更好一些，略微快了2倍多。

限制我们的不仅仅是CPU性能。Forrest Smith写了一篇关于RAM和RAM访问模式对性能影响的精彩博文。其要点如下：

RAM比CPU要慢得多，而且差距并没有得到改善，尽管CPU的速度并没有变快多少。

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RAM可能是随机访问，但如果你真的这样使用，它的速度很慢。在现代英特尔CPU上，如果数据是顺序的，你可以每秒从RAM中读取40千兆字节左右。如果你进行随机读取，每秒不到半GB。

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有很多指针的代码特别慢。引用Forrest的话。“按顺序将指针后面的值相加的速度低于1GB/秒。随机访问，两次错过缓存，运行速度只有0.1 GB/s。指针追逐的速度要慢10到20倍”。

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6. 无聊带来新的惊喜，我们再来看看Go

鉴于我们知道的这些关于如何构建软件的几个宝贵的东西和我们现有的硬件状况，我们再来重新审视一下Go语言。

1) Go和软件

尽早发现问题

Go语言可能缺乏功能特性，但它却有一套很棒的工具。Go的编译器速度很快，这种快速的编译速度被Go团队认为是一个特点。它可以让你快速查看你的代码是否能编译，如果不能，它可以让你看到问题所在。测试被内置在标准库中，以鼓励开发者测试他们的代码并发现问题。基准测试(benchmark)、剖析(profiling)和竞态检查(-race)也是开箱即用的。很少有语言能提供这些工具，它们能让你更容易快速地发现问题。

内存管理

众所周知，Go有一个垃圾收集器。你不用担心跟踪内存，这是一件很奇妙的事情。在编译语言中，垃圾回收是很罕见的。Rust的borrow checker是获得高性能和内存管理的一个迷人的方法，但它实际上把开发者变成了垃圾收集器，这可能很难正确使用；如果你犯了错误，忘记将一些引用声明为弱引用，Swift的ARC仍然会泄漏内存。现在，Go的GC的性能不如这些半自动系统，有些情况下，你需要额外的速度，但在大多数情况下，它肯定是足够的。

代码评审

如果代码评审做得好，代码评审就很重要。为了进行有效的代码评审，你需要确保评审人员专注于正确的事情。低质量的代码评审会把时间花在格式化等事情上。Go在这里提供了很大帮助，因为在评审Go代码时没有有关代码格式的争论，因为所有的Go代码都是按照go fmt的标准代码格式进行格式化。

而代码评审是一个双向的过程。如果你想评审的效果好，你需要确保其他人能够理解你的代码。Go程序应该是简单的，使用一些很好理解的结构，这些结构自语言发布以来就没有改变过。因为没有异常(exception)，没有面向方面的编程(AOP)，没有继承和方法重写(override)，也没有重载(overloading)，所以很清楚什么代码在调用什么，在哪里返回值。如果你在Go中减少包级变量的使用，那就很容易看到数据到底是如何被修改的。由于Go的变化很小，你可以避免熔岩流反模式，你可以根据代码中使用的语法特性被引入到Go中的时间点来判断它到底有多老。

沟通成本

Go是如何帮助解决这个问题的呢？我们已经讨论过Go的简单性、稳定性和标准格式化如何让你更容易地传达你的代码正在做什么。虽然这只是其中的一部分，但还有其他的东西。Go的隐式接口帮助团队编写解耦的代码。它们由调用代码定义，以准确描述需要什么功能，这就明确了你的代码在做什么。

2) Go和硬件

让Go成为编译语言的决定得到了回报。当CPU每天都在变快时，在虚拟机(译注：这里所谓的虚拟机是指动态语言的解释器或像jvm之类的字节码运行程序)中运行的解释语言似乎是个好主意。如果你的程序不够快，只要再等一年就可以了。但现在这已经行不通了。编译成原生代码比最新的虚拟机技巧少了很多乐趣，但它能带来很大的性能优势。

让我们用The Benchmark Game的微基准来比较Go与一些在虚拟机中运行的语言的性能。首先我们来看看Python和Ruby与Go的比较。任何小于100%的百分比都意味着比Go快，大于100%意味着慢：

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这里有很多红色(意味着比Go慢的测试)。有一个基准测试是Python更快 (奇怪的是，它不仅是Go的两倍，而且在这个测试中比其他所有语言都快)，而Ruby则没有一个测试比Go快。除了那一个情况，这两种语言产生的代码都比Go慢了17%到60多倍。

现在让我们再看看Java和JavaScript与Go的比较：

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这两门语言与Go的性能更为接近。JavaScript在一个基准上比Go快，在其他基准上比Go慢，但JavaScript最坏的情况是比Go慢了三倍左右。

Java和Go的性能相当接近。Java在四种情况下比Go快，在两种情况下差不多，在四种情况下比Go慢。Go做的最差的情况是比Java慢三倍左右，Go做的最好的情况是比Java快50%左右。

我们看到的是，唯一能跟上Go的虚拟机是Java的。Hotspot是令人惊异的技术，但你需要一个世界上最好的工程软件，才能与一个优先考虑编译速度而非优化的编译器达到平衡，这说明了一些问题。而且你要为这种惊人的技术付出代价。Java应用程序的内存使用量要比Go应用程序大出很多很多倍。

还有第二个优势。垃圾收集器管理的垃圾都是不使用的指针。与隐藏指针的语言不同，Go给了你控制权。它让你避开指针，并以一种允许快速访问RAM的方式布局你的数据结构。这也让Go可以使用更简单的垃圾收集器，因为Go程序只是简单地制造更少的垃圾。枯燥无味的工作就是少了。

而我们都知道，CPU正在用更多的内核来弥补速度提升的不足。所以，使用一种能够利用这一点的语言是很好的。这就是Go内置并发支持的目的。有了对并发的语言级支持和一个在多个线程中调度goroutine的运行时库，意味着当你有多个CPU核时，这些线程可以被自然地映射到这些核上。

7. 我不想要我没有得到的那些功能特性

我们已经看到，Go专注于我们所知道的使创建软件更容易、更适合现代计算机的内存和CPU架构的功能和工具。但是其他语言有而Go没有的功能特性呢？也许Go的开发者错过了，那些Go没有的特性能帮助开发者写出了更少错误、更容易维护的代码？好吧，研究人员的研究结果告诉我们，事实并非如此。

2017年一篇名为《Github中编程语言与代码质量的大规模研究》的论文，该论文研究了17种语言的729个项目、8000万行代码、2.9万名作者、150万次提交，并试图回答这个问题：编程语言对软件质量的影响是什么？他们的答案是，差别不大。

“值得注意的是，这些因语言设计而产生的微弱影响，绝大多数是由项目规模、团队规模和提交规模等过程因素主导的。”

另一组研究人员对这些数据进行了第二次研究，并在2019年做了一项名为“关于编程语言对代码质量的影响”的论文。他们的发现更令人惊讶：

“根据手头的数据，不仅无法建立编程语言和代码质量之间的因果关系，甚至它们之间的相关性也被证明是值得怀疑的。”

如果编程语言的选择并不重要，那为什么要选择Go？这些研究表明的是，流程很重要。工具、测试、性能和长期维护的便利性比时髦的功能特性更重要。如果使用得当，Go内置的工具支持更好的流程，同时提供久经考验的功能特性。

这并不是说新功能不好。在过去的几个世纪和几千年里，桥梁建设技术当然在不断进步。但是，你想成为第一个走过一座用全新的理念和未经测试的技术建造的桥梁吗？你会想等一下，让人们测试一下再采用。

软件也是如此。如果我们要建立像桥梁一样可靠的软件基础架构，我们就需要使用像物理基础架构一样经过充分测试和理解的软件技术。这就是为什么Go主要使用20世纪70年代设计的功能特性，我们知道它们是有效的。

Go很无聊….其实它妙不可言。让我们都来用它来构建明天的精彩应用吧。

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