Go學習筆記 -- Go簡介
Go學習筆記 -- Go簡介
簡介
起源於2007年，2009年對外正式釋出。Go的主要目標是“相容Python等動態語言的開發速度和C/C++等編譯型語言的效能與安全性”。 它能讓你訪問底層作業系統，還提供了強大的網路程式設計和併發程式設計支援。Go語言的用途眾多，可以進行網路程式設計、系統程式設計、**併發程式設計、分散式程式設計**。 Go語言沒有類和繼承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起來並不相同。但是它通過介面（interface）的概念來實現多型性。Go語言有一個清晰易懂的輕量級型別系統，在型別之間也沒有層級之說。因此可以說Go語言是一門混合型的語言 此外，很多重要的開源專案都是使用Go語言開發的，其中包括 Docker、Go-Ethereum、Thrraform 和 Kubernetes。
Go語言創始人
對語言進行評估時，明白設計者的動機以及語言要解決的問題很重要。Go語言出自 Ken Thompson 和 Rob Pike、Robert Griesemer 之手，他們都是電腦科學領域的重量級人物。
Go 是編譯型語言
Go 使用編譯器來編譯程式碼。編譯器將原始碼編譯成二進位制（或位元組碼）格式；在編譯程式碼時，編譯器檢查錯誤、優化效能並輸出可在不同平臺上執行的二進位制檔案。要建立並執行 Go 程式，程式設計師必須執行如下步驟。
1.使用文字編輯器建立 Go 程式；
2.儲存檔案；
3.編譯程式；
4.執行編譯得到的可執行檔案。
這不同於 Python、Ruby 和 JavaScript 等語言，它們不包含編譯步驟。Go 自帶了編譯器，因此無須單獨安裝編譯器。
Go語言吉祥物
Go語言有一個吉祥物，在會議、文件頁面和博文中，大多會包含下圖所示的 Go Gopher，這是才華橫溢的插畫家 Renee French 設計的，她也是 Go 設計者之一 Rob Pike 的妻子。
語言特性
Go語言也稱為 Golang，是由 Google 公司開發的一種靜態強型別、編譯型、併發型、並具有垃圾回收功能的程式語言。
語法簡單
拋開語法樣式不談，單就型別和規則而言，Go 與 C99、C11 相似之處頗多，這也是Go語言被冠以“NextC”名號的重要原因。
Go語言的語法處於簡單和複雜的兩極。C語言簡單到你每寫下一行程式碼，都能在腦中想象出編譯後的模樣，指令如何執行，記憶體如何分配，等等。而 C 的複雜在於，它有太多隱晦而不著邊際的規則，著實讓人頭疼。相比較而言，Go 從零開始，沒有歷史包袱，在汲取眾多經驗教訓後，可從頭規劃一個規則嚴謹、條理簡單的世界。
Go語言的語法規則嚴謹，沒有歧義，更沒什麼黑魔法變異用法。任何人寫出的程式碼都基本一致，這使得Go語言簡單易學。放棄部分“靈活”和“自由”，換來更好的維護性，我覺得是值得的。
將“++”、“–”從運算子降級為語句，保留指標，但預設阻止指標運算，帶來的好處是顯而易見的。還有，將切片和字典作為內建型別，從執行時的層面進行優化，這也算是一種“簡單”。
併發模型
時至今日，併發程式設計已成為程式設計師的基本技能，在各個技術社群都能看到諸多與之相關的討論主題。在這種情況下Go語言卻一反常態做了件極大膽的事，從根本上將一切都併發化，執行時用 Goroutine 執行所有的一切，包括 main.main 入口函式。
可以說，Goroutine 是 Go 最顯著的特徵。它用類協程的方式來處理併發單元，卻又在執行時層面做了更深度的優化處理。這使得語法上的併發程式設計變得極為容易，無須處理回撥，無須關注執行緒切換，僅一個關鍵字，簡單而自然。
搭配 channel，實現 CSP 模型。將併發單元間的資料耦合拆解開來，各司其職，這對所有糾結於記憶體共享、鎖粒度的開發人員都是一個可期盼的解脫。若說有所不足，那就是應該有個更大的計劃，將通訊從程序內拓展到程序外，實現真正意義上的分散式。
記憶體分配
將一切併發化固然是好，但帶來的問題同樣很多。如何實現高併發下的記憶體分配和管理就是個難題。好在 Go 選擇了 tcmalloc，它本就是為併發而設計的高效能記憶體分配元件。
可以說，記憶體分配器是執行時三大元件裡變化最少的部分。刨去因配合垃圾回收器而修改的內容，記憶體分配器完整保留了 tcmalloc 的原始架構。使用 cache 為當前執行執行緒提供無鎖分配，多個 central 在不同執行緒間平衡記憶體單元複用。在更高層次裡，heap 則管理著大塊記憶體，用以切分成不同等級的複用記憶體塊。快速分配和二級記憶體平衡機制，讓記憶體分配器能優秀地完成高壓力下的記憶體管理任務。
在最近幾個版本中，編譯器優化卓有成效。它會竭力將物件分配在棧上，以降低垃圾回收壓力，減少管理消耗，提升執行效能。可以說，除偶爾因效能問題而被迫採用物件池和自主記憶體管理外，我們基本無須參與記憶體管理操作。
垃圾回收
垃圾回收一直是個難題。早年間，Java 就因垃圾回收低效被嘲笑了許久，後來 Sun 連續收納了好多人和技術才發展到今天。可即便如此，在 Hadoop 等大記憶體應用場景下，垃圾回收依舊捉襟見肘、步履維艱。
相比 Java，Go 面臨的困難要更多。因指標的存在，所以回收記憶體不能做收縮處理。幸好，指標運算被阻止，否則要做到精確回收都難。
每次升級，垃圾回收器必然是核心元件裡修改最多的部分。從併發清理，到降低 STW 時間，直到 Go 的 1.5 版本實現併發標記，逐步引入三色標記和寫屏障等等，都是為了能讓垃圾回收在不影響使用者邏輯的情況下更好地工作。儘管有了努力，當前版本的垃圾回收演算法也只能說堪用，離好用尚有不少距離。
靜態連結
Go 剛釋出時，靜態連結被當作優點宣傳。只須編譯後的一個可執行檔案，無須附加任何東西就能部署。這似乎很不錯，只是後來風氣變了。連著幾個版本，編譯器都在完善動態庫 buildmode 功能，場面一時變得有些尷尬。
暫不說未完工的 buildmode 模式，靜態編譯的好處顯而易見。將執行時、依賴庫直接打包到可執行檔案內部，簡化了部署和釋出操作，無須事先安裝執行環境和下載諸多第三方庫。這種簡單方式對於編寫系統軟體有著極大好處，因為庫依賴一直都是個麻煩
標準庫
功能完善、質量可靠的標準庫為程式語言提供了充足動力。在不借助第三方擴充套件的情況下，就可完成大部分基礎功能開發，這大大降低了學習和使用成本。最關鍵的是，標準庫有升級和修復保障，還能從執行時獲得深層次優化的便利，這是第三方庫所不具備的。
Go 標準庫雖稱不得完全覆蓋，但也算極為豐富。其中值得稱道的是 net/http，僅須簡單幾條語句就能實現一個高效能 Web Server，這從來都是宣傳的亮點。更何況大批基於此的優秀第三方 Framework 更是將 Go 推到 Web/Microservice 開發標準之一的位置。
當然，優秀第三方資源也是語言生態圈的重要組成部分。近年來崛起的幾門語言中，Go 算是獨樹一幟，大批優秀作品頻繁湧現，這也給我們學習 Go 提供了很好的參照。