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Go学习

2014年10月29日

简介

on the last 20 years, we have lived an incredible growth in computer science. Storage spaces have been increased dramatically,RAM has suffered a substantial growth, and cpu’s aare well simply faster. CPU industry has reached a limit. The CPU manufacturers are now shipping more cores on each computers. This situation crashes against the background of many systems programming languages that weren’t designed for multi-processor CPUs or large distributed systems that act as a unique machine.

our programers were bigger,more complex,more difficult to maintain and with a lot of room for bad practices. While our computers had more cores and were faster,we were not faster when developing our code neither our distributed applications. 代码规模规模越来越大,越来越容易出错。

大神的一份学习笔记 https://github.com/hoanhan101/ultimate-go

Golang 官网的FAQ 也经常会有一些“灵魂追问”的解答。

为什么要学习新的语言

通晓多种编程语言的程序员,真香?如果一种语言没有影响到你对编程的思考方式,你就用不着学它了。

我本来是Java方向的,为什么打算换“东家”呢?

  1. 程序员要多会一点,有人提出一个观点:即使这个语言过时了,学习一下也是很有必要的,因为这让你从另一个角度来观察问题,看到新的方式去解决问题。扩展的了解“什么死的,什么是可以变通的”。
  2. 多核化和集群化渐渐成为主流,而JAVA是上一个时代单机服务器时的产品,虽然它现在也在努力跟上潮流。
  3. JAVA语法还是不够简单。熟悉java多线程的人都知道,wait方法的调用必须在synchronized块中。并且,实现线程要继承Thread或者实现Runnable。总之,在java中开发多线程程序细节很多,能力要求也很高,是面试题的重要来源地。在未来的编程事业中,人们越来越关注实现业务本身,而实现业务所需的技术细节将主要由编程语言来实现。比如在Go语言中,实现一个线程将由一个关键字表示,学习的复杂性大大下降。
  4. 当然,决定语言发展趋势的因素有很多。若只考虑易用性,C语言早该回家抱孩子了。从长远讲,语言要么效率足够高,要么足够简单,处在中间状态的语言会很尴尬!

Language Mechanics

Syntax

Go语言设计有很多硬性规则,这让代码格式化、代码分析、编译、单元测试比较方便。

与常见编程语言的不同之处:

  1. Go的赋值方式很多,据说在Go后续的优化中会只支持一种赋值方式。PS:“达成一个目的只允许有一种方法”,就是这么直接。
  2. 赋值可以进行自动类型推断
  3. 在一个赋值语句中可以对多个变量进行同时赋值
  4. Go语言不允许隐式类型转换
  5. 别名和原有类型也不能进行隐式类型转换
  6. 支持指针类型,但不支持指针运算
  7. string 是值类型, 其默认初始化值为空字符串,不是nil
  8. Go语言没有前置++,–
  9. 支持按位清零运算符&^
  10. Go语言循环仅支持关键字 for
  11. 不需要用break 来明确退出一个case,case 可以多项
  12. 可以不设定switch 之后的条件表达式, 在此种情况下, 整个switch 结构与多个if else 的逻辑作用等同。
  13. For break and continue, the additional label lets you specify which loop you would like to refer to. For example, you may want to break/continue the outer loop instead of the one that you nested in.
    RowLoop:
        for y, row := range rows {
            for x, data := range row {
                if data == endOfRow {
                    break RowLoop
                }
                row[x] = data + bias(x, y)
            }
        }
    
  14. go 关键字对应到 java 就像一个无限容量的 Executor,可以随时随地 submit Runable

Data Structures

  go java
list slice ArrayList
map map HashMap
线程安全map sync.Map ConcurrentHashMap
对象池 对带缓冲的channel进行封装 commons-pool中的ObjectPool

数组

Deep Dive into Pointers, Arrays & SliceGo’s arrays are values rather than memory address.

var myarr = [...]int{1,2,3}
fmt.Println(myarr)
fmt.Println(&myarr)
//output
[1 2 3] // 打印的时候直接把值给打印出来了
&[1 2 3]

在 Go 中,与 C 数组变量隐式作为指针使用不同,Go 数组是值类型,赋值和函数传参操作都会复制整个数组数据。值类型还体现在

  1. 相同维数且包含相同个数元素的数组才可以比较
  2. 每个元素都相同的才相等

slice

// $GOROOT/src/runtime/slice.go
type slice struct {
	array unsafe.Pointer
	len   int
	cap   int
}
func makeslice(et *_type, len, cap int) unsafe.Pointer {...}
func makeslice64(et *_type, len64, cap64 int64) unsafe.Pointer {...}
// growslice handles slice growth during append.It is passed the slice element type, the old slice, and the desired new minimum capacity,and it returns a new slice with at least that capacity, with the old data copied into it.
func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {...}
func slicecopy(to, fm slice, width uintptr) int {...}
func slicestringcopy(to []byte, fm string) int {...}

与java ArrayList相比,slice 本身不提供类似 Add/Set/Remove方法。只有一个builtin 的append和切片功能,因为不提供crud方法,slice 更多作为一个“受体”,与数组更近,与“ArrayList”更远。

// $GOROOT/src/builtin/builtin.go
// The append built-in function appends elements to the end of a slice. If it has sufficient capacity, the destination is resliced to accommodate the new elements. If it does not, a new underlying array will be allocated. Append returns the updated slice. It is therefore necessary to store the result of append, often in the variable holding the slice itself:
//	slice = append(slice, elem1, elem2)
//	slice = append(slice, anotherSlice...)
func append(slice []Type, elems ...Type) []Type

map

与常见编程语言的不同之处:

  1. 在访问的key不存在时,仍会返回零值,不能通过返回nil 来判断元素是否存在。
  2. Map的value 可以是一个方法,与Go的Dock type 方式一起, 可以方便的实现单一方法对象的工厂模式。

     m := map[int]func(op int) int{}
     m[1] = func(op int) int { return op }
     m[2] = func(op int) int { return op * op }
     m[3] = func(op int) int { return op * op * op }
     t.Log(m[1](2), m[2](2), m[3](2))
    
  3. Go的内置集合中没有Set实现, 可以map[type]bool

对于slice 来说, index, value 可以视为一个kv

for k,v := range map{}
for i,v := range slice{}

string

与常见编程语言的不同之处:

  1. string 是数据类型, 不是引用或指针类型
  2. string 是只读的byte slice,len函数 返回的是byte 数
  3. string的 byte 数组可以存放任何数据

Decoupling/解耦

函数

与常见编程语言的不同之处:

  1. 可以返回多个值
  2. 所有的参数传递都是值传递:slice,map,channel 会有传引用的错觉
  3. 函数是一等公民 ==> 对象之间的复杂关系可以由函数来部分替代
    1. 函数可以作为变量的值
    2. 函数可以作为参数和返回值

比如通过函数式编程来实现装饰模式,让一个函数具有计时能力

func timeSpent(inner func(op int) int) func(op int) int {
	return func(n int) int {
		start := time.Now()
		ret := inner(n)
		fmt.Println("time spent:", time.Since(start).Seconds())
		return ret
	}
}

嫌弃这个方法定义太长的话可以

type IntConv func(op int) int
func timeSpent(inner IntConv) IntConv {
	return func(n int) int {
		start := time.Now()
		ret := inner(n)
		fmt.Println("time spent:", time.Since(start).Seconds())
		return ret
	}
}

struct 和interface

go语言设计哲学go 没有像JAVA一样,宗教式的完全面向对象设计;完全面向对象设计就是一刀切的宗教式的设计,但其并不能很好的表述这个世界,这就导致其表现力不足,最后通过设计模式和面向切面等设计技巧来弥补语言方面的缺陷;go是面向工程的实用主义者,其糅合了面向对象的设计,函数式设计和过程式设计的优点;原来通过各种设计模式的设计通过函数、接口、组合等简单方式就搞定了;go有更多胶水的东西比如:全局变量、常量,函数,闭包等等,可以轻松的的把模块衔接和驱动起来; JAVA就好比:手里握着是锤子,看什么都是钉子,什么都是类的对象,这个和现实世界不符,类表示单个事物还可以,一旦表示多个事物及其交互,其表现力也就会遇到各种挑战。

Is Go an object-oriented language?Yes and no. Although Go has types and methods and allows an object-oriented style of programming, there is no type hierarchy. The concept of “interface” in Go provides a different approach that we believe is easy to use and in some ways more general. There are also ways to embed types in other types to provide something analogous—but not identical—to subclassing. Moreover, methods in Go are more general than in C++ or Java: they can be defined for any sort of data, even built-in types such as plain, “unboxed” integers. They are not restricted to structs (classes).

与常见编程语言的不同之处:

  1. 接口是非侵入性的/鸭子类型, 实现不需要依赖接口定义
  2. 不支持 “继承“,“子类”通过聚合“父类” 可以调用 ”父类“的方法,但无法重载,“子类”也无法直接赋值给 “父类”变量。
  3. 倾向于使用小的接口定义, 很多接口只包含一个方法。较大的接口定义,可以由多个小接口定义组合而成

     type ReadWriter interface{
         Reader
         Writer
     }
    

一个语言的类型系统 经常需要 一个“地位超然”的类型,可以表示任何类型,比如void* 或者 Object, 但真正在使用这个 类型的变量时,需要判断其真实类型,在类型转换后才能使用,所以会有类型断言的需求。

func xx(p interface){
    if  v,ok := p.(string);ok{
        xxx
    }
    switch v:=p.(type){
        case int:
        case string:
    }
}

Error Handling

与常见编程语言的不同之处:

  1. 没有异常机制。之前的语言 函数只支持一个返回值, 业务逻辑返回与错误返回会争用这一个“名额”,后来支持抛异常,算是解决了“争用”,但大量的try catch 引入了新的问题(至少Go作者不喜欢)。Go 支持了多返回值,从另一种视角解决了业务逻辑返回与错误返回“争用”问题。
  2. error 类型实现了error 接口
  3. 可以通过errors.New 来快速创建错误实例。

可以在代码中预创建一些错误var LessThanTwoError = errors.New("n should be not less than 2"),以便比对和复用。

  panic os.Exit
指定defer函数 执行 不执行
输出当前调用栈信息 输出 不输出
recover 可以 兜住panic 两者没有关系

Go Test 和 Benchmark

我们测试一个函数的功能,就必须要运行该函数,而这往往是由main函数开始触发的。在大型项目中,测试一个函数的功能,总是劳驾main函数很不方便,于是我们可以使用go test功能。

假设存在a.go文件(文件中包含Add方法),我们只要在相同目录下创建a_test.go文件,在该目录下运行go test即可。(这将运行该目录下所有”_test”后缀文件中的带有“Test”前缀的方法)

package main
import (
    "fmt"
    "testing"
)
// 功能测试
func TestAdd(t *testing.T) {
    t.Log("hello","world")
    re := Add(3,4)
    if re != 7{
        t.Error("error")
    } 
    assert.Equal(re,7)
}
// 性能测试
func BenchmarkAdd(b *testing.B) {
    b.ResetTimer()
    ...// 测试代码
    b.StopTimer()
}