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Go,5周年

2014年11月10日(美国当地时间),Golang官方博客 放出了Andrew Gerrand的一篇博文《Half a decade with Go》来纪念Go语言发布五周年。文章按时间顺序简要描述了Golang这五年来发展的 点点滴滴,并让全世界Gopher看到了Go可期的光明未来。考虑到这篇文章在墙外,不便于国内Gopher阅读,这里给出中文翻译版,希望能给中国大陆 的Gophers带来些帮助!

五年前,我们启动了Go语言项目。我们准备发布第一版时的一幕仿佛就发生在昨天似的:我们的官方站点用的是一种可爱的黄色色调,我们将Go语言称为一门 “系统编程语言”,你需要使用分号作为语句结束标志,使用Makefile来构建你的代码。我们不知道Go语言是否能被大家接受。人们会分享我们的目标和 愿景吗?人们会发现Go语言有用吗?

起初,我们的发布引起了一阵关注。Google发布了一门新的编程语言,每个人都渴望探究它一番。一些程序员因为Go相对保守的功能特性集合而选择了放 弃,Go给他们的第一印象就是:没有什么新鲜玩意儿!但另外一小群程序员则看到了这个为软件工程师量身定做的生态系统的开端。这少数人将组成Go语言社区 的核心。

第一版发布后,我们花了些时间向社区传达Go语言背后的目标和设计理念。Rob Pike在官方的《Go at Google: Language Design in the Service of Software Engineering》一文中对此进行了生动地表达,并 在其个人博客文章《Less is exponentially more》中做了进一步的阐述。Andrew Gerrand的《Code that grows with grace》(Slides在这里)和《Go for Gophers》(Slides在这里)对Go的设计哲学又给出了更有深度和技术性的说明。

随着时间的推移,积少成多。这个项目的转折点出现在2012年3月Go 1发布时。Go 1为程序员们提供了可以信赖的稳定的语言和标准库。到2014年,Go项目拥有了上百的核心贡献者,其生态圈中拥有了数不尽的第三方库和工具 ,并由成千上万的开发者维护着。正在发展壮大的社区拥有许多极具热情的成员(或者就如我们所称呼 的:Gophers)。今天,就我们目前的统计分析,Go社区的成长速度远远超出了我们的预期。

Gophers们在哪里可以得到这些呢?全世界目前有很多有关Go语言的“大事”发生。今年我们看到了几个专门的Go技术大会:在丹佛和巴黎举行的首次 GopherCondotGo大 会。FOSDEM的Go DevRoom以及在东京举行的一年两次的GoCon。每次会上来自全球各地的Gophers们都踊跃地展示他们开发的Go项目。对于Go语言开发组来 说,我们很高兴能满足这些分享我们愿景和兴奋的程序员的需求。

在世界各地,还有数十个社区驱动运行的“Go用户组”。如果你还没有造访过你当地的用户组,可以考虑去尝试一下。如果你当地尚没有这类用户组,也许你可以考虑发起一个

今天,Go在云端找到了用武之地。Go出现在了工业向云计算转型的时刻。并且我们兴奋地看到Go正在快速成为这个运动的一个重要组成部分。简单、高效、内 置并发原语和现代的标准库让Go语言尤其适合云端软件开发(毕竟它就是为此而设计的)。一些重量级的开源云项目,诸如Docker和Kubernetes 都是用Go语言实现的,一些运作基础设置的公司,诸如Google、CloudFlare、Canonical、Digital Ocean、Github、Heroku以及微软也都在使用Go语言开发一些重量级的项目。

那么将来会怎样呢?我们认为2015年将是Go语言大爆发的一年。

Go 1.4,除了其新增的特性和bug修正外,它为实现一个新的低延迟垃圾收集器以及支 持在移动终端上运行Go奠定了基础。 预计Go1.4将在2014年12月1日正式发布。我们期望在Go 1.5中能出现新GC的身影,Go 1.5预计在2015年6月1日发布,它将使Go适合更加广泛的应用开发。我们迫不及待的想看到哪些领域的开发者会接受它。

接下来会有更多的Go大事发生。11月15日,GothamGo将在纽约如期举行。2014年1月31日到 2月1日,布鲁塞尔将举行另一次Go DevRoot at FOSDEM。2015年2月19日到21日,在印度班加罗尔将举行GopherCon India大会。最初的GopherCon将在2015年7月份回到丹佛。2015年11月 dotGo大会将再次来到巴黎。

Go团队将向届时到场的所有gophers表示衷心的感谢。为Go语言的下一个五年!

为了庆祝Go诞生5周年,在未来的一个月里,Gopher Academy将会发布一系列由知名Go users撰写的文章,务必要去看看哦。

Go 1.4中值得关注的几个变化

在Go 1.3发布半年过去后,Go核心项目组于本月初发布了Go 1.4 Beta1版本。这个版本的几个变化点虽然不是革命性的,但对后续Go语言的发展来说,打下了基础,定下了基调。这里就几个值得关注的变化点结合Go 1.4代码进行一些简单描述,希望大家能对Go 1.4有个感性的认知和了解。

Go 1.4依旧保持了Go 1兼容性的承诺,你的已有代码几乎无需任何改动就可以通过Go 1.4的编译并运行。(以下是我的测试环境:go version go1.3 darwin/amd64 vs. go version go1.4beta1 linux/amd64

一、语言变化

1、For-range循环

在Go 1.3及以前,for-range循环具有两种形式:

for k, v := range x {
    …
}

for k := range x {
    …
}

问题:如果我们不关心循环中的值,我们只关心循环本身,我们仍然要提供一个变量,或用_占位。

for _ = range x {
    …
}

下面这样的语法在Go 1.3及以前是无法编译通过的:

for range x {
    …
}

不过Go 1.4支持这种形式的语法,它使得代码更加clean,虽然它可能很少会被使用到。

例子:

//testforrange.go

package main

import "fmt"

func main() {
        var a [5]int = [5]int{2, 3, 4, 5, 6}
        for k, v := range a {
                fmt.Println(k, v)
        }

        for k := range a {
                fmt.Println(k)
        }

        for _ = range a {
                fmt.Println("print without care about the key and value")
        }

        for range a {
                fmt.Println("new syntax – print without care about the key and value")
        }
}

Go 1.3编译出错:

$go run testforrange.go
# command-line-arguments
./testforrange.go:19: syntax error: unexpected range, expecting {
./testforrange.go:22: syntax error: unexpected }

Go 1.4编译成功并输出正确结果:

0 2
1 3
2 4
3 5
4 6
0
1
2
3
4
print without care about the key and value
print without care about the key and value
print without care about the key and value
print without care about the key and value
print without care about the key and value
new syntax – print without care about the key and value
new syntax – print without care about the key and value
new syntax – print without care about the key and value
new syntax – print without care about the key and value
new syntax – print without care about the key and value

2、通过**T调用方法

下面这个例子:

package main

import "fmt"

type T int

func (T) M() {
        fmt.Println("Call M")
}

var x **T

func main() {
        x.M()
}

按照Go 1.4官方release note的说法,1.3版本及以前的gc和gccgo都会正常接受这种调用方式。但Go 1规范只允许自动在x前面加一个解引用,而不是两个,因此这个是有悖于定义的。Go 1.4强制禁止这种调用。

不过根据我实际的测试,Go 1.3和Go 1.4针对上面代码都会出现同样地编译错误。

$go run testdoubledeferpointer.go
# command-line-arguments
./testdoubledeferpointer.go:14: calling method M with receiver x (type **T) requires explicit dereference

二、支持的操作系统以及处理器体系架构的变化

这个无法演示。不过一个主要的变化就是Go 1.4可以构建出运行于ARM处理器Android操作系统上的二进制程序了。使用go.mobile库中的支持包,Go 1.4也可以构建出可以被Android应用加载的.so库。

三、兼容性变化

人们通过unsafe包并利用Go的内部实现细节和数据的机器表示形式来绕过Go语言类型系统的约束。Go的设计者们认为这是对Go兼容性规范的 不尊重,在Go 1.4中,Go核心组正式宣布unsafe code不再保证其兼容性。这次Go 1.4并没有针对此做任何代码变动,只是一个clarification而已。

四、实现和工具的变化

1、运行时(runtime)的变化

Go 1.3及以前版本,Go语言的runtime(垃圾收集、并发支持、interface管理、maps、slices、strings等)主要由C语言和 少量汇编语言实现的。在1.4版本中,很多代码被替换成了用Go自身实现,这样垃圾回收器可以扫描程序运行时栈,获取活跃变量的精确信息。这个变 化很大,但对程序应该没有语义上的影响。

这次重写使得垃圾回收器变得更加精确,这意味着它知道所有程序中活跃指针的位置。这些相关改变将减小heap的大小,总体上大约减少 10%~30%。

这样做的结果是栈也不再需要是分段的(segmented)了,消除了“hot split”的问题。如果一个stack到达了使用上限,Go将分配一个新的更大的stack,相应goroutine中的所有活跃的栈帧将被复制到新 stack上,所有指向栈的指针将被更新。在某些场景下,其性能将会变得显著提升,并且这样修改后,其性能更具可预测性。

连续栈(contiguous stacks)的使用使得栈的初始Size可以更小,在Go 1.4中goroutine的初始栈大小从8192字节缩小为2048字节。(正式发布时也许会改为4096)。

interface值类型的实现也做了调整。在之前的发布版中,interface值内部用一个字(word)来承载,要么是一个指针,要么是一 个单字(one-word)大小的纯量值,这取决于interface值变量中具体存储的是什么对象。这个实现会给垃圾收集器带来诸多困难,因此 在Go 1.4版本中interface值内部就用指针表示。在运行的程序中,绝大多数interface值都是指针,因此这个影响很小。不过那些在 interface值类型变量中存储整型值的程序将会有更多的内存分配。

2、gccgo的状态

Gcc和Go两个项目的发布计划不是同步的,GCC 4.9版本包含了实现了1.2规范的gccgo,下一个发布版gcc 5.0将可能包含实现了1.4规范的gccgo。

3、internal包(内部包)

Go以package为基本逻辑单元组织代码。Go 1.3及之前版本的Go语言实际上只支持两种形式Package内符号的可见性:本地的(unexported)和全局的(exported)。有些时候 我们希望一些包并非能被所有外部包所导入,但却能被其“临近”的包所导入和访问。但之前的Go语言不具备这种特性。Go 1.4引入了"internal"包的概念,导入这种internal包的规则约束如下:

如果导入代码本身不在以"internal"目录的父目录为root的目录树中,那么 不允许其导入路径(import path)中包含internal元素。

例如:
    – a/b/c/internal/d/e/f只可以被以a/b/c为根的目录树下的代码导入,不能被a/b/g下的代码导入。
    – $GOROOT/src/pkg/internal/xxx只能被标准库($GOROOT/src)中的代码所导入。(注:Go 1.4 取消了$GOROOT/src/pkg,标准库都移到$GOROOT/src下了)。
    – $GOROOT/src/pkg/net/http/internal只能被net/http和net/http/*的包所导入
    – $GOPATH/src/mypkg/internal/foo只能被$GOPATH/src/mypkg包的代码所导入

对于Go 1.4该规则首先强制应用于$GOROOT下。Go 1.5将扩展应用到$GOPATH下。

4、权威导入路径(import paths)

我们经常使用托管在公共代码托管服务中的代码,诸如github.com,这意味着包导入路径包含托管服务名,比如github.com/rsc /pdf。一些场景下为了不破坏用户代码,我们用rsc.io/pdf,屏蔽底层具体哪家托管服务,比如rso.io/pdf的背后可能是 github.com也可能是bitbucket。但这样会引入一个问题,那就是不经意间我们为一个包生成了两个合法的导入路径。如果一个程序中 使用了这两个合法路径,一旦某个路径没有被识别出有更新,或者将包迁移到另外一个不同的托管公共服务下去时,使用旧导入路径包的程序就会报错。

Go 1.4引入一个包字句的注释,用于标识这个包的权威导入路径。如果使用的导入的路径不是权威路径,go命令会拒绝编译。语法很简单:

package pdf // import "rsc.io/pdf"

如果pdf包使用了权威导入路径注释,那么那些尝试使用github.com/rsc/pdf导入路径的程序将会被go编译器拒绝编译。

这个权威导入路径检查是在编译期进行的,而不是下载阶段。

我们举个例子:

我们的包foo以前是放在github.com/bigwhite/foo下面的,后来主托管站换成了tonybai.com/foo,最新的 foo包的代码:

package foo // import "tonybai.com/foo"

import "fmt"

func Echo(a string) {
        fmt.Println("Foo:, a)
}

某个应用通过旧路径github.com/bigwhite/foo导入了该包:

//testcanonicalimportpath.go
package main

import "github.com/bigwhite/foo"

func main() {
        foo.Echo("Hello!")
}

我们编译该go文件,得到以下结果:

code in directory /home/tonybai/Test/Go/src/github.com/bigwhite/foo expects import "tonybai.com/foo"

5、go generate子命令

go 1.4中go工具集合新引入一个子命令:go generate,用于在编译前自动化生成某类代码。例如在.y上运行yacc编译器生成实现该语法的.go源文件。或是使用stringer工 具自动为常量生成String方法。这个命令并非由go tools(build, get等)自动执行,而必须显式执行。

不过我简单测试了一下,似乎这个命令设计文档中的:

// +build generate

并不好用啊。即便将其作为generate directive放入go源文件,该文件依旧会被go编译器当做正常go文件编译。Go 1.4标准库中使用go generate directive的有三个地方:

strconv/quote.go://go:generate go run makeisprint.go -output isprint.go
time/zoneinfo_windows.go://go:generate go run genzabbrs.go -output zoneinfo_abbrs_windows.go
unicode/letter.go://go:generate go run maketables.go -tables=all -output tables.go

通过go generate来实现泛型(generics)似乎不那么优雅啊。虽然设计者并非将其作为Go泛型的实现^_^。

6、源码布局变化

在Go自身源码库($GOROOT下)中,包的源码放在src/pkg中,这样做与其他库不同,包括Go自己的子库,比如go.tools。因此在Go 1.4中,pkg这一层目录树将被去除,比如fmt包的源码曾经放在src/pkg/fmt下,现在则放在src/fmt下。

五、性能

绝大多数程序使用1.4编译后的运行速度会与1.3的一致或略有提升,有些可能也会变得慢些。这次修改的较多,很难准确预测。

这次许多runtime的代码由C变为Go,这将导致一些heap大小有所缩减。另外这样做后有利于Go编译器的优化,诸如内联,会带来性能上的小幅提升。

垃圾回收器一方面得到了加速,使得重度依赖垃圾收集的程序得到可衡量的提升。但另外一方面,新的write barrier又引起了性能下降。提升和下降的量的多少取决于程序的行为。

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