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2020年Go语言盘点：新冠大流行阻挡不了Go演进的步伐

十二月 30, 2020
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2020，这一六十年一遇的庚子年的确“名不虚传”。在这一年发生了很多事，而最受瞩目的事情莫过于新冠疫情的全球大流行。疫情给全球的经济带来了近似毁灭性的打击，给人们的生命带来了极大威胁，给人们的生活也带来了很大痛苦及不确定性。好在这个糟糕的2020年马上就要过去了！相信此时此刻每个人心中都会有一句呐喊：“2020，快滚吧！”。

然而肆虐的新冠疫情并没有阻挡住Go语言前进的坚实步伐。在这艰难的一年中，在Go核心开发团队和Go社区的齐心协力下，Go同样取得了不俗的成绩，甚至在2020年3月(那时Go 1.14版本刚刚发布不到一个月)，Go在TIOBE的编程语言排行榜中还一度挤进前十(而2019年同期，Go仅位列18位)：

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这恰说明Go语言的开发与推广工作得到了更多来自全球的开发者的认可。在这篇文章中，我们就来做一下2020年Go语言的盘点，看看在2020年围绕Go语言、Go社区和Go生态圈都发生了哪些有影响和有意义的事情。

1. 面对大流行，Go核心团队给出“定心丸”

大流行始于2020年1月的武汉，但真正的全球大流行则大致始于2020年3月。面对新冠全球大流行，Go核心开发团队于3月25日作出反应，在官博发表文章《Go, the Go Community, and the Pandemic》，迅速调整了Go语言2020年的演进计划，给出了大流行期间的工作原则：

Go始终排在诸如个人和家庭健康与安全之类的基本问题之后；
调整全年Go技术会议的计划，推迟或改为线上举办虚拟技术大会，为全球Gopher提供获取这些会议最新信息的渠道服务；
为在线培训师、Go职位发布提供便利服务；
为新冠病毒提供帮助工作台：https://covid-oss-help.org/；
调整Go工作计划，缩减Go 1.15中包含的新特性和改进，但会遵循Go 1.15的发布时间表；重点支持gopls、pkg.go.dev的演进和优化。

Go核心开发团队的这份声明虽然简短，但却给Go社区吃了一颗“定心丸”，为Go语言在2020新冠大流行年中的稳步演进确定了节奏，指明了方向，奠定了基础。

2. Go在2020年值得关注的那些变化

2020一年，Go核心开发团队、社区和生态圈做了很多工作，但这里无法一一枚举，仅挑出一些重要的变化列在这里：

2020年2月26日，Go 1.14版本发布。主要的变动点包括：
- 嵌入接口的方法集可重叠；
- 基于系统信号机制实现了异步抢占式的goroutine调度；
- defer性能得以继续优化，理论上有30%的性能提升；
- go module已经生产就绪，并支持subversion源码仓库；
- 重新实现了运行时的timer；
- testing包的T和B类型都增加了自己的Cleanup方法。
2020年4月20日，发布2019年Go开发者调查结果：
- 参与2019开发者调查的gopher数量几乎为2018年的2倍，达到10,975人；
- 大多数受访者每天都在使用Go，而且这个数字每年都有上升的趋势；
- Go的使用仍然集中在科技公司，但Go越来越多地出现在更广泛的行业中，如金融和媒体；
- 调查的大部分指标的同比值都很稳定；
- 受访者正在使用Go来解决类似的问题，特别是构建API/RPC服务和CLI，和他们工作的组织规模大小关系不大；
- 大多数团队试图快速更新到最新的Go版本；当第三方供应商迟迟不支持当前的Go版本时，就会给开发者造成采用障碍；
- 现在Go生态系统中几乎所有人都在使用go module，但围绕包管理的一些混乱仍然存在；
- 需要改进的高优先级领域包括调试、go module使用以及与云服务交互的体验改善；
- VS Code和GoLand的使用量持续增加；现在每4个受访者中就有3个首选它们。
2020年6月，vscode-go扩展(vscode上的go标准插件)将主代码库从github.com/microsoft/vscode-go迁移到github.com/golang/vscode-go，成为Go官方项目的一部分。
同在2020年6月，pkg.go.dev网站开源！该网站是Go团队在Go社区建设方面做出的主要工作，开源后的pkg.go.dev将接收更多来自社区的想法和改进意见，比如：11月，pkg.go.dev就发布了新版页面设计；原godoc.org的请求也被重定向到pkg.go.dev(广大gopher可能需要一段时间来适应这种改变)。
2020年8月，Go 1.15版本发布，其主要的变动点包括：
- GOPROXY新增以管道符为分隔符的代理列表值；
- module cache的存储路径可设置;
- 改善派生自原生类型的自定义类型变量在panic时的输出形式；
- 将小整数([0,255])转换为interface类型值时将不会额外分配内存；
- 加入更现代化的链接器(linker)，新链接器的性能要提高20%，内存占用减少30%；
- 增加tzdata包。
2020年11月初，全球最具影响力的Go语言技术大会GopherCon 2020在线上举行！Austin Clements详细讲解了Go 1.14加入的基于系统信号的抢占式调度器；Go语言之父之一的Robert Griesemer讲解了Go泛型当前的状态以及未来的计划。会后Russ Cox确认了Go团队将在Go 1.18版本中加入Go泛型(类型参数)作为试验特性；
2020年11月10日，Russ Cox代表Go核心开发团队发文庆祝Go语言发布11周年，在文中他回顾了Go这一年来的收获以及对2021年Go 1.16和Go 1.17的展望。文中他还提到了GOPATH的历史使命即将结束，Go将开启全面module-aware模式的Go工具链时代！(下图来自推特)：

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2020年12月中旬，Go 1.16beta1发布。在Go 1.16中，Go将原生提供对Apple M1芯片(darwin/arm64)的支持；同时，在Go 1.16中go module将成为默认包依赖管理机制；Go 1.16还提供了支持在Go二进制文件中嵌入静态文件的官方原生方案，支持对init函数的执行时间和内存消耗的跟踪，链接器性能得到进一步优化等。
2020年12月16日，gopls v0.6.0发布。同期，vscode-go也正计划将gopls作为默认语言服务器。

3. Go语言当前的状态：已来到“稳定爬升的光明期”

今年笔者在知乎上滞留的时间比往年要长一些，看到很多人问与Go相关的一些问题，大致都是询问有关Go语言前景的，比如：

无论上述问题的题目有何不同，其本质的疑问都是“Go语言前景/钱景如何，值不值得投入去学习?”。那么是否存在一种成熟的方法能相对客观地描会出Go语言的发展态势并能对未来Go的走势做出指导呢？我想Gartner的技术成熟度曲线（The Hype Cycle）或许可以一试。

我们知道Gartner的技术成熟度曲线又叫技术循环曲线，是企业用来评估新科技是否要采用或采用时机的一种可视化方法，它利用时间轴与该技术在市面上的可见度(媒体曝光度)决定要不要采用以及何时该种新科技，下面就是一条典型的技术成熟度曲线的形状：

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同理，将该技术成熟度曲线应用于某种编程语言，比如Go，我们就可以用它来判断该编程语言所处的成熟阶段以辅助决定要不要采用以及何时采用该门语言。我们从知名的TIOBE编程语言指数排行榜获取Go从2009年开源以来至今的指数曲线图，并且根据Go版本发布史在图中标记出了各个时段的Go发布版本：

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对比上面的Gartner成熟度曲线，相信你肯定有所发现。我们共同来解释一下：

Go语言从2009年宣布开源以来，经历了两次“高峰”：一次是2009年刚刚宣布开源后，一次是在Go1.7~Go 1.9期间。显然，第一次的高峰实际上是一个“假高峰”，那时的Go连1.0版本都尚未发布，我们完全可以将其“剔除”掉。
从图中来看，Go语言的技术萌芽期是比较长的，从2012年的Go 1.0一直持续到2015年的Go 1.5；
Go 1.5版本的自举以及Go垃圾回收延迟的大幅下降“引爆”了Go的“媒体曝光度”，Go技术的“期望膨胀期”开始，经历从Go 1.6到Go 1.9版本的发布后，业界对Go的期望达到了峰值；
从Go 1.10开始，Go似乎变得“仿徨”起来，原本期望Go“一统天下”的愿望没能实现，全面出击失败后，期望的落空导致了人们对Go产生了“功能孱弱劣势”的印象，于是Go在Go 1.11发布前跌到了“泡沫破裂”的谷底；
Go 1.11引入了Go module，给社区解决Go包依赖问题打了一剂强心剂，于是Go又开始了缓慢的爬升；
从TIOBE提供的曲线来看，Go 1.12到Go 1.15版本的发布让我们有信心认为Go已经进入了“稳步爬升的光明期”。

到此，我相信知乎上的很多问题都应该迎刃而解了，剩下的只是如何学习Go的细节和如何Go进阶了。

不过可能还有很多朋友会问，Go何时能达到实质生产高峰期呢？这个问题真不好回答。但进入了“稳步爬升的光明期”后的Go到达实质生产高峰期只是一个时间问题了，也许2022年初发布的支持Go泛型特性的Go 1.18版本会快速推动Go向更高阶段进发！

4. 展望Go的2021：继续蓄力，迎接下一个“引爆点”

促使Go回到“稳步爬升光明期”的go module机制将在2021年年初正式发布的Go 1.16中成为默认包依赖管理机制。而Go 1.16版本也已经处于特性冻结并发布了beta1版本的阶段，其更多特性可以参考我的“Go 1.16新功能特性不完全前瞻”一文。

将于2021年八月发布的Go 1.17的里程碑已经建立, 从里程碑的内容来看，已基本确定加入的功能特性和改进包括：

针对x86-64的新的基于寄存器的调用约定（不破坏现有程序集！），这将使程序与主流语言的ABI模型保持一致，并且整体更快；
加入build指示器新语法：//go:build；
一个十多年前的issue被Go团队accept：使用(*[4]int)(x)语法将切片x转型为一个数组类型指针(*[4]int)。

当然Go 1.17还会持续优化链接器，更多功能特性和改进还待Go团队策划补充。

而万众期待的Go泛型依然会继续打磨，从2016年Ian Lance Taylor提出“Go should have generics”的设计草案以来，Go泛型草案至今已经讨论了4年多了，这再次证明了Go团队对于这类会显著增加Go复杂性的特性是多么地“慎之又慎”。虽然Go团队初步确定了在Go 1.18版本中将Go泛型（类型参数）落地，但近期Go项目中关于Go泛型的主issue：proposal: spec: generic programming facilities中仍然有不少反对的声音。Go团队在“继续保持Go简单”的道路上真是任重道远啊！

总之，2021年，Go将继续稳步爬升，也许爬的并没有那么快，但在我看来，这是在积蓄力量，等待着下一个引爆点。

5. 小结

Go在新冠疫情大流行的历史时期依旧步行稳健，为下一个“引爆点”积极蓄力。Go在自己传统领域依旧存在明显优势，比如：企业级应用、基础设施、中间件、微服务API、命令行应用等，并且在这些领域取得了越来越多开发者的青睐。

Go在其他领域也有“意外收获”，比如：在黑客工具领域，Go已经逐渐威胁着Python的龙头地位了，显然语法简单、原生并发、自带“电池”、轻松跨平台的编译以及编译为独立二进制文件的Go与黑客的需求十分契合。不过，在安全领域成为了进攻“武器”，这想必是Go设计者们所意料不到的。

6. 福利！2020年本博客最受欢迎Go相关文章TOP10

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一文搞懂Go语言中的切片排序

十一月 26, 2020
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本文首发于“Gopher部落”知识星球！

切片是Go语言中引入的用于在大多数场合替代数组的语法元素。切片是长度可变的同类型元素序列，它不支持存储不同类型的元素，当然如果你非用sl := []interface{}{“hello”, 11, 3.14}来抬杠^_^，那就另当别论。

有序列的地方就有排序的需求。在各种排序算法都已经成熟的今天，我们完全可以针对特定元素类型的切片手写排序函数/方法，但多数情况下不推荐这么做，因为Go标准库内置了sort包可以很好地帮助我们实现原生类型元素切片以及自定义类型元素切片的排序任务。

1. sort包的排序原理

截至目前(Go 1.15版本)，Go还不支持泛型。因此，为了支持任意元素类型的切片的排序，标准库sort包定义了一个Interface接口和一个接受该接口类型参数的Sort函数：

// $GOROOT/src/sort/sort.go
type Interface interface {
    Len() int
    Less(i, j int) bool
    Swap(i, j int)
}

func Sort(data Interface) {
        n := data.Len()
        quickSort(data, 0, n, maxDepth(n))
}

为了应用这个排序函数Sort，我们需要让被排序的切片类型实现sort.Interface接口，以整型切片为例：

// slice-sort-in-go/sort_int_slice.go
type IntSlice []int

func (p IntSlice) Len() int  { return len(p) }
func (p IntSlice) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] }
func (p IntSlice) Swap(i, j int) { p[i], p[j] = p[j], p[i] }

func main() {
    sl := IntSlice([]int{89, 14, 8, 9, 17, 56, 95, 3})
    fmt.Println(sl) // [89 14 8 9 17 56 95 3]
    sort.Sort(sl)
    fmt.Println(sl) // [3 8 9 14 17 56 89 95]
}

从sort.Sort函数的实现来看，它使用的是快速排序(quickSort)。我们知道快速排序是在所有数量级为(o(nlogn))的排序算法中其平均性能最好的算法，但在某些情况下其性能却并非最佳，Go sort包中的quickSort函数也没有严格拘泥于仅使用快排算法，而是以快速排序为主，并根据目标状况在特殊条件下选择了其他不同的排序算法，包括堆排序(heapSort)、插入排序(insertionSort)等。

sort.Sort函数不保证排序是稳定的，要想使用稳定排序，需要使用sort.Stable函数。

注：稳定排序：假定在待排序的序列中存在多个具有相同值的元素，若经过排序，这些元素的相对次序保持不变，即在原序列中，若r[i]=r[j]且r[i]在r[j]之前，在排序后的序列中，若r[i]仍在r[j]之前，则称这种排序算法是稳定的(stable)；否则称为不稳定的。

2. sort包的“语法糖”排序函数

我们看到，直接使用sort.Sort函数对切片进行排序是比较繁琐的。如果仅仅排序一个原生的整型切片都这么繁琐(要实现三个方法），那么sort包是会被“诟病”惨了的。还好，对于以常见原生类型为元素的切片，sort包提供了类“语法糖”的简化函数，比如：sort.Ints、sort.Float64s和sort.Strings等。上述整型切片的排序代码可以直接改造成下面这个样子：

// slice-sort-in-go/sort_int_slice_with_sugar.go

func main() {
    sl := []int{89, 14, 8, 9, 17, 56, 95, 3}
    fmt.Println(sl) // [89 14 8 9 17 56 95 3]
    sort.Ints(sl)
    fmt.Println(sl) // [3 8 9 14 17 56 89 95]
}

原生类型有“语法糖”可用了，那么对于自定义类型作为元素的切片，是不是每次都得实现Interface接口的三个方法呢？Go团队也想到了这个问题! 所以在Go 1.8版本中加入了sort.Slice函数，我们只需传入一个比较函数实现即可：

// slice-sort-in-go/custom-type-slice-sort-in-go.go

type Lang struct {
    Name string
    Rank int
}

func main() {
    langs := []Lang{
        {"rust", 2},
        {"go", 1},
        {"swift", 3},
    }
    sort.Slice(langs, func(i, j int) bool { return langs[i].Rank < langs[j].Rank })
    fmt.Printf("%v\n", langs) // [{go 1} {rust 2} {swift 3}]
}

同理，如果要进行稳定排序，则用sort.SliceStable替换上面的sort.Slice。

3. 引入泛型后的切片排序

Russ Cox已经确认了Go泛型(type parameter)将在Go 1.18版本落地，我们来展望一下在2022年2月Go泛型落地后，切片排序该怎么做。好在现在有https://go2goplay.golang.org/可以用于试验go泛型技术草案中的语法。

在泛型加入后，我们可以按如下方式对原生类型切片进行排序：

// https://go2goplay.golang.org/p/lKG3saE-1ek

package main

import (
    "fmt"
    "sort"
)

type Ordered interface {
    type int, int8, int16, int32, int64, uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr, float32, float64, string
}

type orderedSlice[T Ordered] []T

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

func OrderedSlice[T Ordered](s []T) {
    sort.Sort(orderedSlice[T](s))
}

func main() {
    s1 := []int32{3, 5, 2}
    fmt.Println(s1) // [3 5 2]
    OrderedSlice(s1)
    fmt.Println(s1) // [2 3 5]

    s2 := []string{"jim", "amy", "tom"}
    fmt.Println(s2) // [jim amy tom]
    OrderedSlice(s2)
    fmt.Println(s2) // [amy jim tom]
}

上面的Ordered接口类型、orderedSlice[T]切片类型以及OrderdSlice函数都可能会内置到sort包中，我们直接使用sort.OrderSlice函数即可对原生类型元素切片进行排序。

而对于自定义类型，如果我们将其加入到Ordered接口的类型列表(type list)中，像下面这样：

type Lang struct {
    Name string
    Rank int
}

type Ordered interface {
    type int, int8, int16, int32, int64, uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr, float32, float64, string
}

那么，当我们像下面代码这样对元素类型为Lang的切片langs进行排序时，我们会遇到编译错误：

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

    OrderedSlice(langs)
    fmt.Println(langs)
}

$prog.go2:20:55: cannot compare s[i] < s[j] (operator < not defined for T)

由于Lang类型不支持<和>比较，因此我们无法将Lang类型放入Ordered的类型列表中。而根本原因在于Go语言不支持运算符重载，这样我们永远无法让自定义类型支持<和>比较，我们只能另辟蹊径，采用sort.Slice的思路：额外提供一个比较函数！

// https://go2goplay.golang.org/p/7K94ZJuaoDc

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}]
}

有人说，SliceFn和非泛型版本的sort.Slice在使用时复杂度似乎也没啥差别啊。形式上的确如此，但内涵上还是有差别的。

使用泛型方案，由于少了到interface{}的装箱和拆箱操作，理论上SliceFn的性能要好于sort.Slice函数。根据Go语言之父Robert Griesemer对Go泛型的讲解：

SliceFn(langs,...)

等价于下面过程：

sliceFnForLang := SliceFn(Lang) // 编译阶段，sliceFnForLang的函数原型为func(s []Lang, func(Lang, Lang) bool)；
sliceFnForLang(langs) // 运行阶段，和普通函数调用无异，但没有了到interface{}类型装箱和拆箱的损耗。