辛丑牛年初七开工大吉的日子(2021.2.18)，Go核心开发团队为中国Gopher们献上了大礼 – Go 1.16版本正式发布了！国内Gopher可以在Go中国官网上下载到Go 1.16在各个平台的安装包：

2020年双12，Go 1.16进入freeze状态，即不再接受新feature，仅fix bug、编写文档和接受安全更新等，那时我曾写过一篇名为《Go 1.16新功能特性不完全前瞻》的文章。当时Go 1.16的发布说明尚处于早期草稿阶段，要了解Go 1.16功能特性都有哪些变化，只能结合当时的release note以及从Go 1.16里程碑中的issue列表中挖掘。

如今Go 1.16版本正式发布了，和当时相比，Go 1.16又有哪些变化呢？在这篇文章中，我们就来一起详细分析一下Go 1.16中那些值得关注的重要变化！

一. 语言规范

如果你是Go语言新手，想必你一定很期待一个大版本的发布会带来许多让人激动人心的语言特性。但是Go语言在这方面肯定会让你“失望”的。伴随着Go 1.0版本一起发布的Go1兼容性承诺给Go语言的规范加了一个“框框”，从Go 1.0到Go 1.15版本，Go语言对语言规范的变更屈指可数，因此资深Gopher在阅读Go版本的release notes时总是很自然的略过这一章节，因为这一章节通常都是如下面这样的描述：

这就是Go的设计哲学：简单！绝不轻易向语言中添加新语法元素增加语言的复杂性。除非是那些社区呼声很高并且是Go核心团队认可的。我们也可以将Go从1.0到Go 1.16这段时间称为“Go憋大招”的阶段，因为就在Go团队发布1.16版本之前不久，Go泛型提案正式被Go核心团队接受(Accepted)：

这意味着什么呢？这意味着在2022年2月份(Go 1.18)，Gopher们将迎来Go有史以来最大一次语言语法变更并且这种变更依然是符合Go1兼容性承诺的，这将避免Go社区出现Python3给Python社区带去的那种“割裂”。不过就像《“能力越大，责任越大” – Go语言之父详解将于Go 1.18发布的Go泛型》一文中Go语言之父Robert Griesemer所说的那样：泛型引入了抽象，但滥用抽象而没有解决实际问题将带来不必要的复杂性，请三思而后行! 离泛型的落地还有一年时间，就让我们耐心等待吧！

二. Go对各平台/OS支持的变更

Go语言具有良好的可移植性，对各主流平台和OS的支持十分全面和及时，Go官博曾发布过一篇文章，简要列出了自Go1以来对各主流平台和OS的支持情况：

• Go1（2012年3月）支持原始系统(译注：上面提到的两种操作系统和三种架构)以及64位和32位x86上的FreeBSD、NetBSD和OpenBSD，以及32位x86上的Plan9。
• Go 1.3（2014年6月）增加了对64位x86上Solaris的支持。
• Go 1.4（2014年12月）增加了对32位ARM上Android和64位x86上Plan9的支持。
• Go 1.5（2015年8月）增加了对64位ARM和64位PowerPC上的Linux以及32位和64位ARM上的iOS的支持。
• Go 1.6（2016年2月）增加了对64位MIPS上的Linux，以及32位x86上的Android的支持。它还增加了32位ARM上的Linux官方二进制下载，主要用于RaspberryPi系统。
• Go 1.7（2016年8月）增加了对的z系统（S390x）上Linux和32位x86上Plan9的支持。
• Go 1.8（2017年2月）增加了对32位MIPS上Linux的支持，并且它增加了64位PowerPC和z系统上Linux的官方二进制下载。
• Go 1.9（2017年8月）增加了对64位ARM上Linux的官方二进制下载。
• Go 1.12（2018年2月）增加了对32位ARM上Windows10 IoT Core的支持，如RaspberryPi3。它还增加了对64位PowerPC上AIX的支持。
• Go 1.14（2019年2月）增加了对64位RISC-V上Linux的支持。

Go 1.7版本中新增的go tool dist list命令还可以帮助我们快速了解各个版本究竟支持哪些平台以及OS的组合。下面是Go 1.16版本该命令的输出：

$go tool dist list
aix/ppc64
android/386
android/amd64
android/arm
android/arm64
darwin/amd64
darwin/arm64
dragonfly/amd64
freebsd/386
freebsd/amd64
freebsd/arm
freebsd/arm64
illumos/amd64
ios/amd64
ios/arm64
js/wasm
linux/386
linux/amd64
linux/arm
linux/arm64
linux/mips
linux/mips64
linux/mips64le
linux/mipsle
linux/ppc64
linux/ppc64le
linux/riscv64
linux/s390x
netbsd/386
netbsd/amd64
netbsd/arm
netbsd/arm64
openbsd/386
openbsd/amd64
openbsd/arm
openbsd/arm64
openbsd/mips64
plan9/386
plan9/amd64
plan9/arm
solaris/amd64
windows/386
windows/amd64
windows/arm

通常我不太会过多关注每次Go版本发布时关于可移植性方面的内容，这次将可移植性单独作为章节主要是因为Go 1.16发布之前的Apple M1芯片事件！

苹果公司再次放弃Intel x86芯片而改用自造的基于Arm64的M1芯片引发业界激烈争论。但现实是搭载Arm64 M1芯片的苹果笔记本已经大量上市，对于编程语言开发团队来说，能做的只有尽快支持这一平台。因此，Go团队给出了在Go 1.16版本中增加对Mac M1的原生支持。

在Go 1.16版本之前，Go也支持darwin/arm64的组合，但那更多是为了构建在iOS上运行的Go应用(利用gomobile)。

Go 1.16做了进一步的细分：将darwin/arm64组合改为apple M1专用；而构建在iOS上运行的Go应用则使用ios/arm64。同时，Go 1.16还增加了ios/amd64组合用于支持在MacOS(amd64)上运行的iOS模拟器中运行Go应用。

另外还值得一提的是在OpenBSD上，Go应用的系统调用需要通过libc发起，而不能再绕过libc而直接使用汇编指令了，这是出于对未来OpenBSD的一些兼容性要求考虑才做出的决定。

三. Go module-aware模式成为默认！

在泛型落地前，Go module依旧是这些年Go语言改进的重点(虽不是语言规范特性)。在Go 1.16版本中，Go module-aware模式成为了默认模式(另一种则是传统的gopath模式)。module-aware模式成为默认意味着什么呢？意味着GO111MODULE的值默认为on了。

自从Go 1.11加入go module，不同go版本在GO111MODULE为不同值的情况下开启的构建模式几经变化，上一次go module-aware模式的行为有较大变更还是在Go 1.13版本中。这里将Go 1.13版本之前、Go 1.13版本以及Go 1.16版本在GO111MODULE为不同值的情况下的行为做一下对比，这样我们可以更好的理解go 1.16中module-aware模式下的行为特性，下面我们就来做一下比对：

我们看到在Go 1.16模式下，依然可以回归到gopath模式。但Go核心团队已经决定拒绝“继续保留GOPATH mode”的提案，并计划在Go 1.17版本中彻底取消gopath mode，仅保留go module-aware mode：

虽然目前仍有项目没有转换到go module下，但根据调查，大多数项目已经选择拥抱go module并完成了转换工作，因此笔者认为即便Go 1.17真的取消了GOPATH mode，对整个Go社区的影响也不会太大了。

Go 1.16中，go module机制还有其他几个变化，这里逐一来看一下：

1. go build/run命令不再自动更新go.mod和go.sum了

为了能更清晰看出Go 1.16与之前版本的差异，我们准备了一个小程序：

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/go-modules/helloworld/go.mod
module github.com/bigwhite/helloworld

go 1.16

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/go-modules/helloworld/helloworld.go
package main

import "github.com/sirupsen/logrus"

func main() {
    logrus.Println("Hello, World")
}

我们使用go 1.15版本构建一下该程序：

$go build
go: finding module for package github.com/sirupsen/logrus
go: downloading github.com/sirupsen/logrus v1.8.0
go: found github.com/sirupsen/logrus in github.com/sirupsen/logrus v1.8.0

$cat go.mod
module github.com/bigwhite/helloworld

go 1.16

require github.com/sirupsen/logrus v1.8.0

$cat go.sum
github.com/davecgh/go-spew v1.1.1/go.mod h1:J7Y8YcW2NihsgmVo/mv3lAwl/skON4iLHjSsI+c5H38=
github.com/magefile/mage v1.10.0/go.mod h1:z5UZb/iS3GoOSn0JgWuiw7dxlurVYTu+/jHXqQg881A=
github.com/pmezard/go-difflib v1.0.0/go.mod h1:iKH77koFhYxTK1pcRnkKkqfTogsbg7gZNVY4sRDYZ/4=
github.com/sirupsen/logrus v1.8.0 h1:nfhvjKcUMhBMVqbKHJlk5RPrrfYr/NMo3692g0dwfWU=
github.com/sirupsen/logrus v1.8.0/go.mod h1:4GuYW9TZmE769R5STWrRakJc4UqQ3+QQ95fyz7ENv1A=
github.com/stretchr/testify v1.2.2/go.mod h1:a8OnRcib4nhh0OaRAV+Yts87kKdq0PP7pXfy6kDkUVs=
golang.org/x/sys v0.0.0-20191026070338-33540a1f6037 h1:YyJpGZS1sBuBCzLAR1VEpK193GlqGZbnPFnPV/5Rsb4=
golang.org/x/sys v0.0.0-20191026070338-33540a1f6037/go.mod h1:h1NjWce9XRLGQEsW7wpKNCjG9DtNlClVuFLEZdDNbEs=

在Go 1.15版本中，go build会自动分析源码中的依赖，如果go.mod中没有对该依赖的require，则会自动添加require，同时会将go.sum中将相关包(特定版本)的校验信息写入。

我们将上述helloworld恢复到初始状态，再用go 1.16来build一次：

$go build
helloworld.go:3:8: no required module provides package github.com/sirupsen/logrus; to add it:
    go get github.com/sirupsen/logrus

我们看到go build没有成功，而是给出错误：go.mod中没有对logrus的require，并给出添加对logrus的require的方法(go get github.com/sirupsen/logrus)。

我们就按照go build给出的提示执行go get：

$go get github.com/sirupsen/logrus
go: downloading github.com/magefile/mage v1.10.0
go get: added github.com/sirupsen/logrus v1.8.0

$cat go.mod
module github.com/bigwhite/helloworld

go 1.16

require github.com/sirupsen/logrus v1.8.0 // indirect

$cat go.sum
github.com/davecgh/go-spew v1.1.1/go.mod h1:J7Y8YcW2NihsgmVo/mv3lAwl/skON4iLHjSsI+c5H38=
github.com/magefile/mage v1.10.0 h1:3HiXzCUY12kh9bIuyXShaVe529fJfyqoVM42o/uom2g=
github.com/magefile/mage v1.10.0/go.mod h1:z5UZb/iS3GoOSn0JgWuiw7dxlurVYTu+/jHXqQg881A=
github.com/pmezard/go-difflib v1.0.0/go.mod h1:iKH77koFhYxTK1pcRnkKkqfTogsbg7gZNVY4sRDYZ/4=
github.com/sirupsen/logrus v1.8.0 h1:nfhvjKcUMhBMVqbKHJlk5RPrrfYr/NMo3692g0dwfWU=
github.com/sirupsen/logrus v1.8.0/go.mod h1:4GuYW9TZmE769R5STWrRakJc4UqQ3+QQ95fyz7ENv1A=
github.com/stretchr/testify v1.2.2/go.mod h1:a8OnRcib4nhh0OaRAV+Yts87kKdq0PP7pXfy6kDkUVs=
golang.org/x/sys v0.0.0-20191026070338-33540a1f6037 h1:YyJpGZS1sBuBCzLAR1VEpK193GlqGZbnPFnPV/5Rsb4=
golang.org/x/sys v0.0.0-20191026070338-33540a1f6037/go.mod h1:h1NjWce9XRLGQEsW7wpKNCjG9DtNlClVuFLEZdDNbEs=

$go build
//ok

我们看到go build并不会向go 1.15及之前版本那样做出有“副作用”的动作：自动修改go.mod和go.sum，而是提示开发人员显式通过go get来添加缺少的包/module，即便是依赖包major版本升级亦是如此。

从自动更新go.mod，到通过提供-mod=readonly选项来避免自动更新go.mod，再到Go 1.16的禁止自动更新go.mod，笔者认为这个变化是Go不喜“隐式转型”的一种延续，即尽量不支持任何可能让开发者产生疑惑或surprise的隐式行为（就像隐式转型），取而代之的是要用一种显式的方式去完成(就像必须显式转型那样)。

我们也看到在go 1.16中，添加或更新go.mod中的依赖，只有显式使用go get。go mod tidy依旧会执行对go.mod的清理，即也可以修改go.mod。

2. 推荐使用go install安装Go可执行文件

在gopath mode下，go install基本“隐身”了，它能做的事情基本都被go get“越俎代庖”了。在go module时代初期，go install更是没有了地位。但Go团队现在想逐步恢复go install的角色：安装Go可执行文件！在Go 1.16中，当go install后面的包携带特定版本号时，go install将忽略当前go.mod中的依赖信息而直接编译安装可执行文件：

// go install回将gopls v0.6.5安装到GOBIN下
$go install golang.org/x/tools/gopls@v0.6.5

并且后续，Go团队会让go get将专注于分析依赖，并获取go包/module，更新go.mod/go.sum，而不再具有安装可执行Go程序的行为能力，这样go get和go install就会各司其职，Gopher们也不会再被两者的重叠行为所迷惑了。现在如果不想go get编译安装，可使用go get -d。

3. 作废module的特定版本

在《如何作废一个已发布的Go module版本，我来告诉你！》一文中，我曾详细探讨了Go引入module后如何作废一个已发布的go module版本。当时已经知晓Go 1.16会在go.mod中增加retract指示符，因此也给出了在Go 1.16下retract一个module版本的原理和例子(基于当时的go tip)。

Go 1.16正式版在工具的输出提示方面做了进一步的优化，让开发人员体验更为友好。我们还是以一个简单的例子来看看在Go 1.16中作废一个module版本的过程吧。

在我的bitbucket账户下有一个名为m2的Go module(https://bitbucket.org/bigwhite/m2/)，当前它的版本为v1.0.0：

// bitbucket.org/bigwhite/m2
$cat go.mod
module bitbucket.org/bigwhite/m2

go 1.15

$cat m2.go
package m2

import "fmt"

func M2() {
    fmt.Println("This is m2.M2 - v1.0.0")
}

我们在本地建立一个m2的消费者：

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/go-modules/retract

$cat go.mod
module github.com/bigwhite/retractdemo

go 1.16

$cat main.go
package main

import "bitbucket.org/bigwhite/m2"

func main() {
    m2.M2()
}

运行这个消费者：

$go run main.go
main.go:3:8: no required module provides package bitbucket.org/bigwhite/m2; to add it:
    go get bitbucket.org/bigwhite/m2

由于上面提到的原因，go run不会隐式修改go.mod，因此我们需要手工go get m2：

$go get bitbucket.org/bigwhite/m2
go: downloading bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.0
go get: added bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.0

再来运行消费者，我们将看到以下运行成功的结果：

$go run main.go
This is m2.M2 - v1.0.0

现在m2的作者对m2打了小补丁，版本升级到了v1.0.1。这时消费者通过go list命令可以看到m2的最新版本(前提：go proxy server上已经cache了最新的v1.0.1)：

$go list -m -u all
github.com/bigwhite/retractdemo
bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.0 [v1.0.1]

消费者可以通过go get将对m2的依赖升级到最新的v1.0.1：

$go get bitbucket.org/bigwhite/m2@v1.0.1

go get: upgraded bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.0 => v1.0.1
$go run main.go
This is m2.M2 - v1.0.1

m2作者收到issue，有人指出v1.0.1版本有安全漏洞，m2作者确认了该漏洞，但此时v1.0.1版已经发布并被缓存到各大go proxy server上，已经无法撤回。m2作者便想到了Go 1.16中引入的retract指示符，于是它在m2的go.mod用retract指示符做了如下更新：

$cat go.mod
module bitbucket.org/bigwhite/m2

// 存在安全漏洞
retract v1.0.1

go 1.15

并将此次更新作为v1.0.2发布了出去！

之后，当消费者使用go list查看m2是否有最新更新时，便会看到retract提示：(前提：go proxy server上已经cache了最新的v1.0.2)

$go list -m -u all
github.com/bigwhite/retractdemo
bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.1 (retracted) [v1.0.2]

执行go get会收到带有更详尽信息的retract提示和问题解决建议：

$go get .
go: warning: bitbucket.org/bigwhite/m2@v1.0.1: retracted by module author: 存在安全漏洞
go: to switch to the latest unretracted version, run:
    go get bitbucket.org/bigwhite/m2@latest

于是消费者按照提示执行go get bitbucket.org/bigwhite/m2@latest：

$go get bitbucket.org/bigwhite/m2@latest
go get: upgraded bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.1 => v1.0.2

$cat go.mod
module github.com/bigwhite/retractdemo

go 1.16

require bitbucket.org/bigwhite/m2 v1.0.2

$go run main.go
This is m2.M2 - v1.0.2

到此，retract的使命终于完成了！

4. 引入GOVCS环境变量，控制module源码获取所使用的版本控制工具

出于安全考虑，Go 1.16引入GOVCS环境变量，用于在go命令直接从代码托管站点获取源码时对所使用的版本控制工具进行约束，如果是从go proxy server获取源码，那么GOVCS将不起作用，因为go工具与go proxy server之间使用的是GOPROXY协议。

GOVCS的默认值为public:git|hg,private:all，即对所有公共module允许采用git或hg获取源码，而对私有module则不限制版本控制工具的使用。

如果要允许使用所有工具，可像下面这样设置GOVCS：

GOVCS=*:all

如果要禁止使用任何版本控制工具去直接获取源码（不通过go proxy），那么可以像下面这样设置GOVCS:

GOVCS=*:off

5. 有关go module的文档更新

自打Go 1.14版本宣布go module生产可用后，Go核心团队在说服和帮助Go社区全面拥抱go module的方面不可谓不努力。在文档方面亦是如此，最初有关go module的文档仅局限于go build命令相关以及有关go module的wiki。随着go module日益成熟，go.mod格式的日益稳定，Go团队在1.16版本中还将go module相关文档升级到go reference的层次，与go language ref等并列：

我们看到有关go module的ref文档包括：

• Go Modules Reference https://tip.golang.org/ref/mod
• go.mod file reference https://tip.golang.org/doc/modules/gomod-ref

官方还编写了详细的Go module日常开发时的使用方法，包括：开发与发布module、module发布与版本管理工作流、升级major号等。

建议每个gopher都要将这些文档仔细阅读一遍，以更为深入了解和使用go module。

四. 编译器与运行时

1. runtime/metrics包

在《Go 1.16新功能特性不完全前瞻》一文中，我们提到过：Go 1.16 新增了runtime/metrics包，以替代runtime.ReadMemStats和debug.ReadGCStats输出runtime的各种度量数据，这个包更通用稳定，性能也更好。限于篇幅这里不展开，后续可能会以单独的文章讲解这个新包。

2. GODEBUG环境变量支持跟踪包init函数的消耗

GODEBUG=inittrace=1这个特性也保留在了Go 1.16正式版当中了。当GODEBUG环境变量包含inittrace=1时，Go运行时将会报告各个源代码文件中的init函数的执行时间和内存开辟消耗情况。我们用上面的helloworld示例(github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/go-modules/helloworld)来看看该特性的效果：

$go build
$GODEBUG=inittrace=1 ./helloworld
init internal/bytealg @0.006 ms, 0 ms clock, 0 bytes, 0 allocs
init runtime @0.037 ms, 0.031 ms clock, 0 bytes, 0 allocs
init errors @0.29 ms, 0.005 ms clock, 0 bytes, 0 allocs
init math @0.31 ms, 0 ms clock, 0 bytes, 0 allocs
init strconv @0.33 ms, 0.002 ms clock, 32 bytes, 2 allocs
init sync @0.35 ms, 0.003 ms clock, 16 bytes, 1 allocs
init unicode @0.37 ms, 0.10 ms clock, 24568 bytes, 30 allocs
init reflect @0.49 ms, 0.002 ms clock, 0 bytes, 0 allocs
init io @0.51 ms, 0.003 ms clock, 144 bytes, 9 allocs
init internal/oserror @0.53 ms, 0 ms clock, 80 bytes, 5 allocs
init syscall @0.55 ms, 0.010 ms clock, 752 bytes, 2 allocs
init time @0.58 ms, 0.010 ms clock, 384 bytes, 8 allocs
init path @0.60 ms, 0 ms clock, 16 bytes, 1 allocs
init io/fs @0.62 ms, 0.002 ms clock, 16 bytes, 1 allocs
init internal/poll @0.63 ms, 0.001 ms clock, 64 bytes, 4 allocs
init os @0.65 ms, 0.089 ms clock, 4472 bytes, 20 allocs
init fmt @0.77 ms, 0.006 ms clock, 32 bytes, 2 allocs
init bytes @0.84 ms, 0.004 ms clock, 48 bytes, 3 allocs
init context @0.87 ms, 0 ms clock, 128 bytes, 4 allocs
init encoding/binary @0.89 ms, 0.002 ms clock, 16 bytes, 1 allocs
init encoding/base64 @0.90 ms, 0.015 ms clock, 1408 bytes, 4 allocs
init encoding/json @0.93 ms, 0.002 ms clock, 32 bytes, 2 allocs
init log @0.95 ms, 0 ms clock, 80 bytes, 1 allocs
init golang.org/x/sys/unix @0.96 ms, 0.002 ms clock, 48 bytes, 1 allocs
init bufio @0.98 ms, 0 ms clock, 176 bytes, 11 allocs
init github.com/sirupsen/logrus @0.99 ms, 0.009 ms clock, 312 bytes, 5 allocs
INFO[0000] Hello, World

以下面这行为例：

init fmt @0.77 ms, 0.006 ms clock, 32 bytes, 2 allocs

• 0.77ms表示的是自从程序启动后到fmt包init执行所过去的时间(以ms为单位)
• 0.006 ms clock表示fmt包init函数执行的时间(以ms为单位)
• 312 bytes表示fmt包init函数在heap上分配的内存大小；
• 5 allocs表示的是fmt包init函数在heap上执行内存分配操作的次数。

3. Go runtime默认使用MADV_DONTNEED

Go 1.15版本时，我们可以通过GODEBUG=madvdontneed=1让Go runtime使用MADV_DONTNEED替代MADV_FREE达到更积极的将不用的内存释放给OS的效果(如果使用MADV_FREE，只有OS内存压力很大时，才会真正回收内存)，这将使得通过top查看到的常驻系统内存(RSS或RES)指标更实时也更真实反映当前Go进程对os内存的实际占用情况(仅使用linux)。

在Go 1.16版本中，Go runtime将MADV_DONTNEED作为默认值了，我们可以用一个小例子来对比一下这种变化：

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/runtime/memalloc.go
package main

import "time"

func allocMem() []byte {
    b := make([]byte, 1024*1024*1) //1M
    return b
}

func main() {
    for i := 0; i < 100000; i++ {
        _ = allocMem()
        time.Sleep(500 * time.Millisecond)
    }
}

我们在linux上使用go 1.16版本编译该程序，考虑到优化和inline的作用，我们在编译时关闭优化和内联：

$go build -gcflags "-l -N" memalloc.go

接下来，我们分两次运行该程序，并使用top监控其RES指标值：

$./memalloc
$ top -p 9273
  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 9273 root      20   0  704264   5840    856 S  0.0  0.3   0:00.03 memalloc
 9273 root      20   0  704264   3728    856 S  0.0  0.2   0:00.05 memalloc
 ... ...

$GODEBUG=madvdontneed=0 ./memalloc
$ top -p 9415

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 9415 root      20   0  704264   5624    856 S  0.0  0.3   0:00.03 memalloc
 9415 root      20   0  704264   5624    856 S  0.0  0.3   0:00.05 memalloc

我们看到默认运行的memalloc(开启MADV_DONTNEED)，RES很积极的变化，当上一次显示5840，下一秒内存就被归还给OS，RES变为3728。而关闭MADV_DONTNEED（GODEBUG=madvdontneed=0）的memalloc，OS就会很lazy的回收内存，RES一直显示5624这个值。

4. Go链接器的进一步进行现代化改造

新一代Go链接器的更新计划从Go 1.15版本开始，在Go 1.15版本链接器的性能、资源占用、最终二进制文件大小等方面都有了一定幅度的优化提升。Go 1.16版本延续了这一势头：相比于Go 1.15，官方宣称(在linux上)性能有20%-25%的提升，资源占用下降5%-15%。更为直观的是编译出的二进制文件的size，我实测了一下文件大小下降10%以上：

-rwxr-xr-x   1 tonybai  staff    22M  2 21 23:03 my-large-app-demo*
-rwxr-xr-x   1 tonybai  staff    25M  2 21 23:02 my-large-app-demo-go1.15*

并且和Go 1.15的链接器优化仅针对amd64平台和基于ELF格式的OS不同，这次的链接器优化已经扩展到所有平台和os组合上。

五. 标准库

1. io/fs包

Go 1.16标准库新增io/fs包，并定义了一个fs.File接口用于表示一个只读文件树(tree of file)的抽象。之所以要加入io/fs包并新增fs.File接口源于对嵌入静态资源文件(embed static asset)的实现需求。虽说实现embed功能特性是直接原因，但io/fs的加入也不是“临时起意”，早在很多年前的godoc实现时，对一个抽象的文件系统接口的需求就已经被提了出来并给出了实现：

最终这份实现以godoc工具的vfs包的形式一直长期存在着。虽然它的实现有些复杂，抽象程度不够，但却对io/fs包的设计有着重要的参考价值。同时也部分弥补了Rob Pike老爷子当年没有将os.File设计为interface的遗憾，Ian Lance Taylor 2013年提出的增加VFS层的想法也一并得以实现。

io/fs包的两个最重要的接口如下：

// $GOROOT/src/io/fs/fs.go

// An FS provides access to a hierarchical file system.
//
// The FS interface is the minimum implementation required of the file system.
// A file system may implement additional interfaces,
// such as ReadFileFS, to provide additional or optimized functionality.
type FS interface {
        // Open opens the named file.
        //
        // When Open returns an error, it should be of type *PathError
        // with the Op field set to "open", the Path field set to name,
        // and the Err field describing the problem.
        //
        // Open should reject attempts to open names that do not satisfy
        // ValidPath(name), returning a *PathError with Err set to
        // ErrInvalid or ErrNotExist.
        Open(name string) (File, error)
}

// A File provides access to a single file.
// The File interface is the minimum implementation required of the file.
// A file may implement additional interfaces, such as
// ReadDirFile, ReaderAt, or Seeker, to provide additional or optimized functionality.
type File interface {
        Stat() (FileInfo, error)
        Read([]byte) (int, error)
        Close() error
}

FS接口代表虚拟文件系统的最小抽象，File接口则是虚拟文件的最小抽象，我们可以基于这两个接口进行扩展以及对接现有的一些实现。io/fs包也给出了一些扩展FS的“样例”：

这两个接口的设计也是“Go秉持定义小接口惯例”的延续(更多关于这方面的内容，可以参考我的专栏文章《定义小接口是Go惯例》)。

io/fs包的加入也契合了Go社区对vfs的需求，在Go团队决定加入io/fs并提交实现后，社区做出了积极的反应，在github上我们能看到好多为各类对象提供针对io/fs.FS接口实现的项目：

io/fs.FS和File接口在后续Go演进过程中会像io.Writer和io.Reader一样成为Gopher们在操作类文件树时最爱的接口。

2. embed包

在《Go 1.16新功能特性不完全前瞻》一文中我们曾重点说了Go 1.16将支持在Go二进制文件中嵌入静态文件并给出了一个在webserver中嵌入文本文件的例子：

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/stdlib/embed/webserver/hello.txt
hello, go 1.16

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/stdlib/embed/webserver/main.go
package main

import (
         _  "embed"
    "net/http"
)

//go:embed hello.txt
var s string

func main() {
    http.Handle("/", http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        w.Write([]byte(s))
    }))
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

我们看到在这个例子，通过//go:embed hello.txt，我们可以轻易地将hello.txt的内容存储在包级变量s中，而s将作为每个http request的应答返回给客户端。

在Go二进制文件中嵌入静态资源文件是Go核心团队对社区广泛需求的积极回应。在go 1.16以前，Go社区开源的类嵌入静态文件的项目不下十多个，在Russ Cox关于embed的设计草案中，他就列了十多个：

• github.com/jteeuwen/go-bindata(主流实现)
• github.com/alecthomas/gobundle
• github.com/GeertJohan/go.rice
• github.com/go-playground/statics
• github.com/gobuffalo/packr
• github.com/knadh/stuffbin
• github.com/mjibson/esc
• github.com/omeid/go-resources
• github.com/phogolabs/parcello
• github.com/pyros2097/go-embed
• github.com/rakyll/statik
• github.com/shurcooL/vfsgen
• github.com/UnnoTed/fileb0x
• github.com/wlbr/templify
• perkeep.org/pkg/fileembed

Go1.16原生支持嵌入并且给出一种开发者体验良好的实现方案，这对Go社区是一种极大的鼓励，也是Go团队重视社区声音的重要表现。

笔者认为embed机制是Go 1.16中玩法最多的一种机制，也是极具新玩法挖掘潜力的机制。在embed加入Go tip不久，很多Gopher就已经“脑洞大开”：

有通过embed嵌入版本号的：

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/stdlib/embed/version/main.go
package main

import (
    _ "embed"
    "fmt"
    "strings"
)

var (
    Version string = strings.TrimSpace(version)
    //go:embed version.txt
    version string
)

func main() {
    fmt.Printf("Version %q\n", Version)
}

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/stdlib/embed/version/version.txt
v1.0.1

有通过embed打印自身源码的：

// github.com/bigwhite/experiments/blob/master/go1.16-examples/stdlib/embed/printself/main.go
package main

import (
        _ "embed"
        "fmt"
)

//go:embed main.go
var src string

func main() {
        fmt.Print(src)
}

更是有将一个完整的、复杂的带有js支持的web站点直接嵌入到go二进制文件中的示例，鉴于篇幅，这里就不一一列举了。

Go擅长于Web服务，而embed机制的引入粗略来看，可以大大简化web服务中资源文件的部署，估计这也是之前社区青睐各种静态资源文件嵌入项目的原因。embed估计也会成为Go 1.16中最被gopher们喜爱的功能特性。

不过embed机制的实现目前有如下一些局限：

• 仅支持在包级变量前使用//go:embed指示符，还不支持在函数/方法内的局部变量上应用embed指示符（当然我们可以通过将包级变量赋值给局部变量来过渡一下）；
• 使用//go:embed指示符的包必须以空导入的方式导入embed包，二者是成对出现的，缺一不可；

3. net包的变化

在Go 1.16之前，我们检测在一个已关闭的网络上进行I/O操作或在I/O完成前网络被关闭的情况，只能通过匹配字符串”use of closed network connection”的方式来进行。之前的版本没有针对这个错误定义“哨兵错误变量”(更多关于哨兵错误变量的内容，可以参考我的专栏文章《别笑！这就是 Go 的错误处理哲学》)，Go 1.16增加了ErrClosed这个“哨兵错误变量”，我们可以通过errors.Is(err, net.ErrClosed)来检测是否是上述错误情况。

六. 小结

从Go 1.16版本变更的功能特性中，我看到了Go团队更加重视社区的声音，这也是Go团队一直持续努力的目标。在最新的Go proposal review meeting的结论中，我们还看到了这样的一个proposal被accept：

要知道这个proposal的提议是将在Go 1.18才会落地的泛型实现分支merge到Go项目master分支，也就是说在Go 1.17中就会包含“不会发布的”泛型部分实现，这在之前是不可能实现的(之前，新proposal必须有原型实现的分支，实现并经过社区测试与Go核心委员会评估后才会在特定版本merge到master分支)。虽说泛型的开发有其特殊情况，但能被accept，这恰证明了Go社区的声音在Go核心团队日益受到重视。

如果你还没有升级到Go 1.16，那么现在正是时候。

本文中涉及的代码可以在这里下载。https://github.com/bigwhite/experiments/tree/master/go1.16-examples

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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)：

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)：

• 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：

• 2020年以后是Go语言的天下吗？
• 2020年各个大厂内部Go语言开发环境是怎样的呢？有什么可以分享的经验吗？
• Go语言前景如何？
• 2021年后哪个后端编程语言会越来越流行？

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：

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：

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

• Go新泛型设计方案详解
• Go语言有哪些“劣势”
• Go，11周年
• Go 1.16新功能特性不完全前瞻
• Go 1.14中值得关注的几个变化
• Go 1.15中值得关注的几个变化
• 像跟踪分布式服务调用那样跟踪Go函数调用链
• 系统学习Go语言，有这几本书就够了
• 通过实例深入理解sync.Map的工作原理
• Go专栏“改善Go语言编程质量的50个有效实践”上线了

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