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Go语言联合作者Rob Pike专访:Go确实已成为云基础架构的语言

尽管看到Docker,Kubernetes和用Go编写的云计算的许多其他组件令人欣喜和重要,但也许并不奇怪。Go确实已经成为云基础架构的语言。- Rob Pike,Go编程语言的联合作者

本文翻译自《Rob Pike interview: “Go has indeed become the language of cloud infrastructure”》

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简介

我们与Go编程语言之父Rob Pike(以下称Rob)谈谈跨越整整40年的职业生涯、过去10年来Go语言的变化,以及未来Go语言的演化方向。

专访

Evrone:您与今天的许多开发人员不同,您数十年前就在Bell Labs开始了您的职业生涯。以您的阅历和认知,您认为我们开发软件时最大变化是什么?

Rob:今天的软件规模(scale)更大。不仅是计算机和网络,还有程序本身。所有Unix版本6(大约1975年)的程序都可以顺利地安装在单个RK05磁盘包上,该磁盘包的存储量刚刚超过2MB,还为用户软件留出了很大的空间。那是一个很好的计算环境,或者至少在当时看起来是一个。当然,尽管我可以解释其中的大部分增长,但令人惊讶的是,也许并不是所有的增长都是合理的。

Evrone:鉴于“变革的阻力”和“兼容性的承诺”,您如何看待Go编程语言及其生态系统在未来十年的发展?您认为的该技术的最佳未来是什么呢?

Rob:尽管还不确定,但经过十多年的努力,一个看起来更像是针对参数多态性的设计即我们俗称泛型(具有误导性)的东西将在未来一两年内问世。找到一个可以在现有语言中运行并且感觉好像属于它的设计是一个非常困难的问题,但是伊恩·泰勒(Ian Taylor)在该问题中投入了巨大的精力,看来现在已经找到了答案。我也非常渴望看到该设计会如何影响库、生态系统和社区的。

Evrone:随着“渐进类型”引入“动态类型”语言以及“类型推断”引入“静态类型”,两者之间的界限现在变得越来越模糊。您对现代编程语言的类型系统有何看法?

Rob:我非常喜欢静态类型,因为它带来了稳定性和安全性。

我也非常喜欢动态打类型,因为它带来的乐趣和轻巧的感觉。

我不喜欢类型驱动的编程、类型层次结构、类以及继承。尽管已经通过这些方式构建了许多非常成功的项目,但我认为这种方法将重要的决策过早地推到了设计阶段,而经验并没有影响到它。换句话说,我更喜欢组合而不是继承。

但是,我对那些喜欢使用继承来构造程序的人说:不必在意我的观点,请继续使用对你们有用的东西。

Evrone:有时候人们以奇怪的方式使用技术。例如,要从高级PythonRuby代码生成高效的Go代码(是的,我们已经看到了!)多年来,您看到过最奇怪,最有创意或有趣的Go用法了吗?最让您惊讶的是什么?

Rob:最大的惊喜是当我们得知Go被用于编写恶意软件时(译注:手动允悲)。您无法控制谁将使用您的作品或他们将如何使用它。

Evrone:您设计和实现了许多文本编辑器。您如何看待Visual Studio Code?通过LSP之类的技术,“文本编辑器”和IDE之间的界限现在变得模糊了。您是否认为软件开发人员需要功能强大的IDE(如GoLand)或使用VSCode很好?

Rob:我来自IDE之前的时代。但是在项目的早期,有人谈到Go是否需要IDE才能成功。但是,团队中没有人拥有这方面的技能,因此我们没有尝试去创建一个(Go专属IDE)。但是,我们确实创建了用于解析和打印Go代码的核心库,这为各种编辑器和IDE快速创建了高质量的插件提供了极大的便利,这也算是一个偶然的成功。

最近,我们一直在努力为Go开发LSP服务器,该服务器称为gopls,支持该协议的任何编辑器或IDE均可使用该服务器,以改善使用该语言的体验。

也许是因为我们对使用简单的编辑器形式感到满意,所以我们确保大家无需背负沉重的编程环境搭建负担即可轻松地使用Go工作。但是,IDE当然可以提供帮助:我今天看到的大多数使用Go IDE或至少使用具有自定义Go支持的编辑器的开发人员都能从中获得很多价值。

使用哪种编辑器风格的问题取决于您的口味,并随您所用语言的文化而变化。

Evrone:软件开发人员倾向于给事物打标签,例如Dart是一种“前端语言”,而C是一种“系统底层语言”,等等。就目前的Go语言的功能集和用法,您现在如何称呼它?

Rob: Go是一种通用编程语言。编写您想要的任何内容,不必担心将语言或与此相关的任何其他技术固定到单个问题域。

Evrone:您个人还喜欢哪些其他现代编程语言?

Rob:Go的经验告诉我,人们喜欢对语言发表意见,这可能比我们领域中的几乎任何其他要素都要多。我当然也是这样做的。但是我对经常导致的消极情绪感到厌倦,所以现在我尽量避免评判那些事情。

在很少有新的语言问世并获得成功的一段时间之后,在过去的十多年中,语言设计才有了真正的复兴。很高兴看到这一点及其带来的创新。

Evrone:成为Google员工是如何帮助您开发和引导Go语言的?能够在Twitter上问“告诉我们您如何使用我们的语言”并获得全球最大公司的回应有多重要?它只是语言开发的一个不错的补充还是必不可少的一部分?Google如何为您提供帮助的?

Rob: Google非常支持Go项目,对此我深表感谢。当然,创建该语言是因为我们认为Google需要它。所谓的“云计算”需要一种具有对并发性和易于部署等方面良好支持的语言。但是Google并没有以任何重要方式指导该项目。它支持我们,让我们做我们认为最好的事情。

对于其他公司和其他用户,社区的投入对于理解项目的进展至关重要,我的意思是语言,编译器,工具,运行时,库,环境(所有这些)的发展。

Evrone:经过10年的Go开发以及对其使用方式的观察,您能说出该语言最大的设计成功和最大的失败是什么?分别是最强点和最弱点?

Rob:我要说两件事,一是技术问题,一是政治问题。

技术上是对并发计算的原生(first-class)支持。Go仅仅存在了十年左右,但是当它被开发时,“线程”和并发在编程社区中并未得到广泛认可。实际上,创建Go的主要原因是当时很难用C++进行并发计算。并发支持在发布后不久就很明显成为了该语言的一个主要吸引力,可以弥补一些人认为该语言其他部分的缺点。并发动了大家的神经。一旦人们开始使用并发功能,他们便开始探索有关该语言的其他内容,并发现那里(Go语言中)存在的东西超出了他们最初的想象。支持并发是(进入Go语言世界)的网关。

正如CloudflareJohn Graham-Cumming所说:“我为实现简单的并发而来,而为实现简单的组合而留下来”

Go改变了有关如何对多核计算机进行编程的讨论。

Go语言在政治上的成功是坚定的执行了关于Go1兼容性的承诺。曾经我们和社区一旦使用Go几年,我们就有了很长的清单需要修复,但是变化是破坏性的。因此,我们仔细设计了更新程序,并使用了“go fix”命令来推动社区发展。完成这些后,我们不仅停了下来,而且还承诺会保持这种“停止”状态。这种稳定性 – 2012年编写的Go程序今天仍可以编译并完美运行 – 是促进增长的巨大推动力。公司可以放心使用我们,因为我们不会破坏其软件。在Go 1.0版本及其兼容性承诺出现之后,Go的采用率急剧上升。而且,从那以后,尽管我们有许多我们想改变的东西,但是我们不能破坏现有的程序,对此,我们感觉很好。

Evrone:您的工作与生活平衡如何?现在有很多关于“倦怠”的话题,这种流行病根本没有帮助。以你40年的阅历,您对新一代开发者有何提醒?

Rob:避免倦怠的最佳方法是在支持您的环境中做自己真正喜欢的事情。在整个职业生涯中,我一直很幸运,但是我意识到并不是每个人都如此幸运。如果您因工作而感到压力,则应随时休息或改变方向,尤其是在当前情况下。

Evrone:事后看来,许多技术的普及归功于使它们流行的所谓“杀手级应用”。您能为Go编程语言列举出这样的“杀手级应用程序”吗?您整体上对这种“杀手级应用程序”想法有何看法?

Rob:几年前,Danny Berkholz将Go称为“云基础架构的新兴语言”,这绝非偶然。Go是由Google的工作人员设计的,目的是使编写与Google相关的软件(特别是驻留在网络中的服务器)更容易。就是今天我们所说的“云”。(该设计的某些动机是在我2012年的Splash主题演讲: Go at Google: 软件工程服务中的语言设计

因此,尽管看到用Go语言编写的DockerKubernetes和云计算的许多其他组件很令人高兴且很重要,但也许并不奇怪。Go确实已经成为云基础架构的语言

Evrone:您觉得Go语言的竞争对手是谁?在哪个领域竞争?您对Rust的“无垃圾收集”构想和编译时保证有何看法?

Rob: Rust是一种有趣的语言,我很感兴趣地看着它的发展。除此之外,正如我上面所说,我没有意见。

Evrone:Go在GitHub上已达到7万颗星!您如何看待GitHub,Reddit,Twitter,离线和在线会议,网络研讨会等不同的社交活动对语言的影响?它们对语言的成功重要还是仅仅反映了语言的成功?

Rob:我们通过会议和社交媒体结识的人们一直是Go及其所有元素发展的关键部分。许多许多贡献者以积极的方式影响了开发,包括将Go移植到Windows和许多非x86架构上,工具和库的开发,对技术建议的深入讨论等等。

反过来,Go团队也与社区进行联系并积极讨论,提出问题并寻求帮助和指导。

我认为重要的一件事是,以一种声音与社区互动,以团队而非个人的身份说话。一致的消息更容易理解。

Evrone:成为一种流行的编程语言的作者如何改变了您的生活?

Rob:一个更正:我是合著者,而不是作者。肯·汤普森(Ken Thompson)和罗伯特·格里塞梅尔(Robert Griesemer)与我一起开始了这个项目,其他许多人也做出了巨大贡献。因此,请不要单把我列为“作者”。

为了回答您的问题,Go无疑提高了我的公众形象,并向我介绍了一个新的充满活力的社区,但是除此之外,它并没有太大的作用。我有很长的职业生涯,并取得了其他的成功(以及无数的失败)。

Evrone:想象一下,如果您有机会时光倒流并且给年轻时候的你提出一个建议(只有一个),如果是回到大约在您开始设计Go语言规范时,您会给您自己和您的同事提出什么建议?

Rob:很简单:忽略仇恨者(haters)。只倾听那些能理解和分享您目标的声音;他们是在乎Go的人。并非每个人都认同您在做的事情,这没关系。但是,那些致力于推进您想要做的事情的人可能会成为想法,能量和灵感的绝佳来源。

我们将永远感谢我们充满热情的社区。


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Go 1.14中值得关注的几个变化

可能是得益于2020年2月26日Go 1.14的发布,在2020年3月份的TIOBE编程语言排行榜上,Go重新进入TOP 10,而去年同期Go仅排行在第18位。虽然Go语言以及其他主流语言在榜单上的“上蹿下跳”让这个榜单的权威性饱受质疑:),但Go在这样的一个时间节点能进入TOP 10,对于Gopher和Go社区来说,总还是一个不错的结果。并且在一定层度上说明:Go在努力耕耘十年后,已经在世界主流编程语言之林中牢牢占据了自己的一个位置。

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图:TIOBE编程语言排行榜2020.3月榜单,Go语言重入TOP10

Go自从宣布Go1 Compatible后,直到这次的Go 1.14发布,Go的语法和核心库都没有做出不兼容的变化。这让很多其他主流语言的拥趸们觉得Go很“无趣”。但这种承诺恰恰是Go团队背后努力付出的结果,因此Go的每个发布版本都值得广大gopher尊重,每个发布版本都是Go团队能拿出的最好版本

下面我们就来解读一下Go 1.14的变化,看看这个新版本中有哪些值得我们重点关注的变化。

一. 语言规范

和其他主流语言相比,Go语言的语法规范的变化那是极其少的(广大Gopher们已经习惯了这个节奏:)),偶尔发布一个变化,那自然是要引起广大Gopher严重关注的:)。不过事先说明:只要Go版本依然是1.x,那么这个规范变化也是backward-compitable的

Go 1.14新增的语法变化是:嵌入接口的方法集可重叠。这个变化背后的朴素思想是这样的。看下面代码(来自这里):

type I interface { f(); String() string }
type J interface { g(); String() string }

type IJ interface { I; J }  ----- (1)
type IJ interface { f(); g(); String() string }  ---- (2)

代码中已知定义的I和J两个接口的方法集中都包含有String() string这个方法。在这样的情况下,我们如果想定义一个方法集合为Union(I, J)的新接口IJ,我们在Go 1.13及之前的版本中只能使用第(2)种方式,即只能在新接口IJ中重新书写一遍所有的方法原型,而无法像第(1)种方式那样使用嵌入接口的简洁方式进行。

Go 1.14通过支持嵌入接口的方法集可重叠解决了这个问题:

// go1.14-examples/overlapping_interface.go
package foo

type I interface {
    f()
    String() string
}
type J interface {
    g()
    String() string
}

type IJ interface {
    I
    J
}

在go 1.13.6上运行:

$go build overlapping_interface.go
# command-line-arguments
./overlapping_interface.go:14:2: duplicate method String

但在go 1.14上运行:

$go build overlapping_interface.go

// 一切ok,无报错

不过对overlapping interface的支持仅限于接口定义中,如果你要在struct定义中嵌入interface,比如像下面这样:

// go1.14-examples/overlapping_interface1.go
package main

type I interface {
    f()
    String() string
}

type implOfI struct{}

func (implOfI) f() {}
func (implOfI) String() string {
    return "implOfI"
}

type J interface {
    g()
    String() string
}

type implOfJ struct{}

func (implOfJ) g() {}
func (implOfJ) String() string {
    return "implOfJ"
}

type Foo struct {
    I
    J
}

func main() {
    f := Foo{
        I: implOfI{},
        J: implOfJ{},
    }
    println(f.String())
}

虽然Go编译器没有直接指出结构体Foo中嵌入的两个接口I和J存在方法的重叠,但在使用Foo结构体时,下面的编译器错误肯定还是会给出的:

$ go run overlapping_interface1.go
# command-line-arguments
./overlapping_interface1.go:37:11: ambiguous selector f.String

对于结构体中嵌入的接口的方法集是否存在overlap,go编译器似乎并没有严格做“实时”检查,这个检查被延迟到为结构体实例选择method的执行者环节了,就像上面例子那样。如果我们此时让Foo结构体 override一个String方法,那么即便I和J的方法集存在overlap也是无关紧要的,因为编译器不会再模棱两可,可以正确的为Foo实例选出究竟执行哪个String方法:

// go1.14-examples/overlapping_interface2.go

.... ....

func (Foo) String() string {
        return "Foo"
}

func main() {
        f := Foo{
                I: implOfI{},
                J: implOfJ{},
        }
        println(f.String())
}

运行该代码:

$go run overlapping_interface2.go
Foo

二. Go运行时

1. 支持异步抢占式调度

《Goroutine调度实例简要分析》一文中,我曾提到过这样一个例子:

// go1.14-examples/preemption_scheduler.go
package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "time"
)

func deadloop() {
    for {
    }
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(1)
    go deadloop()
    for {
        time.Sleep(time.Second * 1)
        fmt.Println("I got scheduled!")
    }
}

在只有一个P的情况下,上面的代码中deadloop所在goroutine将持续占据该P,使得main goroutine中的代码得不到调度(GOMAXPROCS=1的情况下),因此我们无法看到I got scheduled!字样输出。这是因为Go 1.13及以前的版本的抢占是”协作式“的,只在有函数调用的地方才能插入“抢占”代码(埋点),而deadloop没有给编译器插入抢占代码的机会。这会导致GC在等待所有goroutine停止时等待时间过长,从而导致GC延迟;甚至在一些特殊情况下,导致在STW(stop the world)时死锁。

Go 1.14采用了基于系统信号的异步抢占调度,这样上面的deadloop所在的goroutine也可以被抢占了:

// 使用Go 1.14版本编译器运行上述代码

$go run preemption_scheduler.go
I got scheduled!
I got scheduled!
I got scheduled!

不过由于系统信号可能在代码执行到任意地方发生,在Go runtime能cover到的地方,Go runtime自然会处理好这些系统信号。但是如果你是通过syscall包或golang.org/x/sys/unix在Unix/Linux/Mac上直接进行系统调用,那么一旦在系统调用执行过程中进程收到系统中断信号,这些系统调用就会失败,并以EINTR错误返回,尤其是低速系统调用,包括:读写特定类型文件(管道、终端设备、网络设备)、进程间通信等。在这样的情况下,我们就需要自己处理EINTR错误。一个最常见的错误处理方式就是重试。对于可重入的系统调用来说,在收到EINTR信号后的重试是安全的。如果你没有自己调用syscall包,那么异步抢占调度对你已有的代码几乎无影响。

Go 1.14的异步抢占调度在windows/arm, darwin/arm, js/wasm, and plan9/*上依然尚未支持,Go团队计划在Go 1.15中解决掉这些问题

2. defer性能得以继续优化

Go 1.13中,defer性能得到理论上30%的提升。我们还用那个例子来看看go 1.14与go 1.13版本相比defer性能又有多少提升,同时再看看使用defer和不使用defer的对比:

// go1.14-examples/defer_benchmark_test.go
package defer_test

import "testing"

func sum(max int) int {
    total := 0
    for i := 0; i < max; i++ {
        total += i
    }

    return total
}

func foo() {
    defer func() {
        sum(10)
    }()

    sum(100)
}

func Bar() {
    sum(100)
    sum(10)
}

func BenchmarkDefer(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        foo()
    }
}
func BenchmarkWithoutDefer(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        Bar()
    }
}

我们分别用Go 1.13和Go 1.14运行上面的基准测试代码:

Go 1.13:

$go test -bench . defer_benchmark_test.go
goos: darwin
goarch: amd64
BenchmarkDefer-8              17873574            66.7 ns/op
BenchmarkWithoutDefer-8       26935401            43.7 ns/op
PASS
ok      command-line-arguments    2.491s

Go 1.14:

$go test -bench . defer_benchmark_test.go
goos: darwin
goarch: amd64
BenchmarkDefer-8              26179819            45.1 ns/op
BenchmarkWithoutDefer-8       26116602            43.5 ns/op
PASS
ok      command-line-arguments    2.418s

我们看到,Go 1.14的defer性能照比Go 1.13还有大幅提升,并且已经与不使用defer的性能相差无几了,这也是Go官方鼓励大家在性能敏感的代码执行路径上也大胆使用defer的原因。

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图:各个Go版本defer性能对比(图来自于https://twitter.com/janiszt/status/1215601972281253888)

3. internal timer的重新实现

鉴于go timer长期以来性能不能令人满意,Go 1.14几乎重新实现了runtime层的timer。其实现思路遵循了Dmitry Vyukov几年前提出的实现逻辑:将timer分配到每个P上,降低锁竞争;去掉timer thread,减少上下文切换开销;使用netpoll的timeout实现timer机制。

// $GOROOT/src/runtime/time.go

type timer struct {
        // If this timer is on a heap, which P's heap it is on.
        // puintptr rather than *p to match uintptr in the versions
        // of this struct defined in other packages.
        pp puintptr

}

// addtimer adds a timer to the current P.
// This should only be called with a newly created timer.
// That avoids the risk of changing the when field of a timer in some P's heap,
// which could cause the heap to become unsorted.

func addtimer(t *timer) {
        // when must never be negative; otherwise runtimer will overflow
        // during its delta calculation and never expire other runtime timers.
        if t.when < 0 {
                t.when = maxWhen
        }
        if t.status != timerNoStatus {
                badTimer()
        }
        t.status = timerWaiting

        addInitializedTimer(t)
}

// addInitializedTimer adds an initialized timer to the current P.
func addInitializedTimer(t *timer) {
        when := t.when

        pp := getg().m.p.ptr()
        lock(&pp.timersLock)
        ok := cleantimers(pp) && doaddtimer(pp, t)
        unlock(&pp.timersLock)
        if !ok {
                badTimer()
        }

        wakeNetPoller(when)
}
... ...

这样你的程序中如果大量使用time.After、time.Tick或者在处理网络连接时大量使用SetDeadline,使用Go 1.14编译后,你的应用将得到timer性能的自然提升

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图:切换到新timer实现后的各Benchmark数据

三. Go module已经production ready了

Go 1.14中带来的关于go module的最大惊喜就是Go module已经production ready了,这意味着关于go module的运作机制,go tool的各种命令和其参数形式、行为特征已趋稳定了。笔者从Go 1.11引入go module以来就一直关注和使用Go module,尤其是Go 1.13中增加go module proxy的支持,使得中国大陆的gopher再也不用为获取类似golang.org/x/xxx路径下的module而苦恼了。

Go 1.14中go module的主要变动如下:

a) module-aware模式下对vendor的处理:如果go.mod中go version是go 1.14及以上,且当前repo顶层目录下有vendor目录,那么go工具链将默认使用vendor(即-mod=vendor)中的package,而不是module cache中的($GOPATH/pkg/mod下)。同时在这种模式下,go 工具会校验vendor/modules.txt与go.mod文件,它们需要保持同步,否则报错。

在上述前提下,如要非要使用module cache构建,则需要为go工具链显式传入-mod=mod ,比如:go build -mod=mod ./...

b) 增加GOINSECURE,可以不再要求非得以https获取module,或者即便使用https,也不再对server证书进行校验。

c) 在module-aware模式下,如果没有建立go.mod或go工具链无法找到go.mod,那么你必须显式传入要处理的go源文件列表,否则go tools将需要你明确go.mod。比如:在一个没有go.mod的目录下,要编译一个hello.go,我们需要使用go build hello.go(hello.go需要显式放在命令后面),如果你执行go build .就会得到类似如下错误信息:

$go build .
go: cannot find main module, but found .git/config in /Users/tonybai
    to create a module there, run:
    cd .. && go mod init

也就是说在没有go.mod的情况下,go工具链的功能是受限的。

d) go module支持subversion仓库了,不过subversion使用应该很“小众”了。

要系统全面的了解go module的当前行为机制,建议还是通读一遍Go command手册中关于module的说明以及官方go module wiki

四. 编译器

Go 1.14 go编译器在-race和-msan的情况下,默认会执行-d=checkptr,即对unsafe.Pointer的使用进行合法性检查,主要检查两项内容:

  • 当将unsafe.Pointer转型为*T时,T的内存对齐系数不能高于原地址的

比如下面代码:

// go1.14-examples/compiler_checkptr1.go
package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {
    var byteArray = [10]byte{'a', 'b', 'c'}
    var p *int64 = (*int64)(unsafe.Pointer(&byteArray[1]))
    fmt.Println(*p)
}

以-race运行上述代码:

$go run -race compiler_checkptr1.go
fatal error: checkptr: unsafe pointer conversion

goroutine 1 [running]:
runtime.throw(0x11646fd, 0x23)
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/panic.go:1112 +0x72 fp=0xc00004cee8 sp=0xc00004ceb8 pc=0x106d152
runtime.checkptrAlignment(0xc00004cf5f, 0x1136880, 0x1)
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/checkptr.go:13 +0xd0 fp=0xc00004cf18 sp=0xc00004cee8 pc=0x1043b70
main.main()
    /Users/tonybai/go/src/github.com/bigwhite/experiments/go1.14-examples/compiler_checkptr1.go:10 +0x70 fp=0xc00004cf88 sp=0xc00004cf18 pc=0x11283b0
runtime.main()
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/proc.go:203 +0x212 fp=0xc00004cfe0 sp=0xc00004cf88 pc=0x106f7a2
runtime.goexit()
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/asm_amd64.s:1373 +0x1 fp=0xc00004cfe8 sp=0xc00004cfe0 pc=0x109b801
exit status 2

checkptr检测到:转换后的int64类型的内存对齐系数严格程度要高于转化前的原地址(一个byte变量的地址)。int64对齐系数为8,而一个byte变量地址对齐系数仅为1。

  • 做完指针算术后,转换后的unsafe.Pointer仍应指向原先Go堆对象
compiler_checkptr2.go
package main

import (
    "unsafe"
)

func main() {
    var n = 5
    b := make([]byte, n)
    end := unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(&b[0])) + uintptr(n+10))
    _ = end
}

运行上述代码:

$go run  -race compiler_checkptr2.go
fatal error: checkptr: unsafe pointer arithmetic

goroutine 1 [running]:
runtime.throw(0x10b618b, 0x23)
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/panic.go:1112 +0x72 fp=0xc00003e720 sp=0xc00003e6f0 pc=0x1067192
runtime.checkptrArithmetic(0xc0000180b7, 0xc00003e770, 0x1, 0x1)
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/checkptr.go:41 +0xb5 fp=0xc00003e750 sp=0xc00003e720 pc=0x1043055
main.main()
    /Users/tonybai/go/src/github.com/bigwhite/experiments/go1.14-examples/compiler_checkptr2.go:10 +0x8d fp=0xc00003e788 sp=0xc00003e750 pc=0x1096ced
runtime.main()
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/proc.go:203 +0x212 fp=0xc00003e7e0 sp=0xc00003e788 pc=0x10697e2
runtime.goexit()
    /Users/tonybai/.bin/go1.14/src/runtime/asm_amd64.s:1373 +0x1 fp=0xc00003e7e8 sp=0xc00003e7e0 pc=0x1092581
exit status 2

checkptr检测到转换后的unsafe.Pointer已经超出原先heap object: b的范围了,于是报错。

不过目前Go标准库依然尚未能完全通过checkptr的检查,因为有些库代码显然违反了unsafe.Pointer的使用规则

Go 1.13引入了新的Escape Analysis,Go 1.14中我们可以通过-m=2查看详细的逃逸分析过程日志,比如:

$go run  -gcflags '-m=2' compiler_checkptr2.go
# command-line-arguments
./compiler_checkptr2.go:7:6: can inline main as: func() { var n int; n = 5; b := make([]byte, n); end := unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(&b[0])) + uintptr(n + 100)); _ = end }
./compiler_checkptr2.go:9:11: make([]byte, n) escapes to heap:
./compiler_checkptr2.go:9:11:   flow: {heap} = &{storage for make([]byte, n)}:
./compiler_checkptr2.go:9:11:     from make([]byte, n) (non-constant size) at ./compiler_checkptr2.go:9:11
./compiler_checkptr2.go:9:11: make([]byte, n) escapes to heap

五. 标准库

每个Go版本,变化最多的就是标准库,这里我们挑一个可能影响后续我们编写单元测试行为方式的变化说说,那就是testing包的T和B类型都增加了自己的Cleanup方法。我们通过代码来看一下Cleanup方法的作用:

// go1.14-examples/testing_cleanup_test.go
package main

import "testing"

func TestCase1(t *testing.T) {

    t.Run("A=1", func(t *testing.T) {
        t.Logf("subtest1 in testcase1")

    })
    t.Run("A=2", func(t *testing.T) {
        t.Logf("subtest2 in testcase1")
    })
    t.Cleanup(func() {
        t.Logf("cleanup1 in testcase1")
    })
    t.Cleanup(func() {
        t.Logf("cleanup2 in testcase1")
    })
}

func TestCase2(t *testing.T) {
    t.Cleanup(func() {
        t.Logf("cleanup1 in testcase2")
    })
    t.Cleanup(func() {
        t.Logf("cleanup2 in testcase2")
    })
}

运行上面测试:

$go test -v testing_cleanup_test.go
=== RUN   TestCase1
=== RUN   TestCase1/A=1
    TestCase1/A=1: testing_cleanup_test.go:8: subtest1 in testcase1
=== RUN   TestCase1/A=2
    TestCase1/A=2: testing_cleanup_test.go:12: subtest2 in testcase1
    TestCase1: testing_cleanup_test.go:18: cleanup2 in testcase1
    TestCase1: testing_cleanup_test.go:15: cleanup1 in testcase1
--- PASS: TestCase1 (0.00s)
    --- PASS: TestCase1/A=1 (0.00s)
    --- PASS: TestCase1/A=2 (0.00s)
=== RUN   TestCase2
    TestCase2: testing_cleanup_test.go:27: cleanup2 in testcase2
    TestCase2: testing_cleanup_test.go:24: cleanup1 in testcase2
--- PASS: TestCase2 (0.00s)
PASS
ok      command-line-arguments    0.005s

我们看到:

  • Cleanup方法运行于所有测试以及其子测试完成之后。

  • Cleanup方法类似于defer,先注册的cleanup函数后执行(比如上面例子中各个case的cleanup1和cleanup2)。

在拥有Cleanup方法前,我们经常像下面这样做:

// go1.14-examples/old_testing_cleanup_test.go
package main

import "testing"

func setup(t *testing.T) func() {
    t.Logf("setup before test")
    return func() {
        t.Logf("teardown/cleanup after test")
    }
}

func TestCase1(t *testing.T) {
    f := setup(t)
    defer f()
    t.Logf("test the testcase")
}

运行上面测试:

$go test -v old_testing_cleanup_test.go
=== RUN   TestCase1
    TestCase1: old_testing_cleanup_test.go:6: setup before test
    TestCase1: old_testing_cleanup_test.go:15: test the testcase
    TestCase1: old_testing_cleanup_test.go:8: teardown/cleanup after test
--- PASS: TestCase1 (0.00s)
PASS
ok      command-line-arguments    0.005s

有了Cleanup方法后,我们就不需要再像上面那样单独编写一个返回cleanup函数的setup函数了。

此次Go 1.14还将对unicode标准的支持从unicode 11 升级到 unicode 12 ,共增加了554个新字符。

六. 其他

超强的可移植性是Go的一个知名标签,在新平台支持方面,Go向来是“急先锋”。Go 1.14为64bit RISC-V提供了在linux上的实验性支持(GOOS=linux, GOARCH=riscv64)。

rust语言已经通过cargo-fuzz从工具层面为fuzz test提供了基础支持。Go 1.14也在这方面做出了努力,并且Go已经在向将fuzz test变成Go test的一等公民而努力。

七. 小结

Go 1.14的详细变更说明在这里可以查看。整个版本的milestone对应的issue集合在这里

不过目前Go 1.14在特定版本linux内核上会出现crash的问题,当然这个问题源于这些内核的一个已知bug。在这个issue中有关于这个问题的详细说明,涉及到的Linux内核版本包括:5.2.x, 5.3.0-5.3.14, 5.4.0-5.4.1。
本篇博客涉及的代码在这里可以下载。


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