1 Go語(yǔ)言的主要特性與發(fā)展的環(huán)境和影響因素

關(guān)于視頻教程的進(jìn)展，由于最近感冒而且項(xiàng)目比較忙，導(dǎo)致視頻教程的事情延期了好久。在這里更新一下，視頻的教材已經(jīng)選好了，今天試錄了一下，但還有些問(wèn)題需要調(diào)整，Go Go Go,迫不及待的想分享給大家。

“ 閱讀本文大概需要4.3分鐘 ”

1.1 影響 Go 語(yǔ)言發(fā)展的早期編程語(yǔ)言

正如 “21 世紀(jì)的 C 語(yǔ)言” 這句話所說(shuō)，Go 語(yǔ)言并不是憑空而造的，而是和 C++、Java 和 C# 一樣屬于 C 系。不僅如此，設(shè)計(jì)者們還汲取了其它編程語(yǔ)言的精粹部分融入到 Go 語(yǔ)言當(dāng)中。

在聲明和包的設(shè)計(jì)方面，Go 語(yǔ)言受到 Pascal、Modula 和 Oberon 系語(yǔ)言的影響；在并發(fā)原理的設(shè)計(jì)上，Go 語(yǔ)言從同樣受到 Tony Hoare 的 CSP（通信序列進(jìn)程Communicating Squential Processes）理論影響的 Limbo 和 Newsqueak 的實(shí)踐中借鑒了一些經(jīng)驗(yàn)，并使用了和 Erlang 類似的機(jī)制。

這是一門(mén)完全開(kāi)源的編程語(yǔ)言，因?yàn)樗褂?BSD 授權(quán)許可，所以任何人都可以進(jìn)行商業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)而不需要支付任何費(fèi)用。

盡管為了能夠讓目前主流的開(kāi)發(fā)者們能夠?qū)?Go 語(yǔ)言中的類 C 語(yǔ)言的語(yǔ)法感到非常親切而易于轉(zhuǎn)型，但是它在極大程度上簡(jiǎn)化了這些語(yǔ)法，使得它們比 C/C++ 的語(yǔ)法更加簡(jiǎn)潔和干凈。同時(shí)，Go 語(yǔ)言也擁有一些動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性，這使得使用 Python 和 Ruby 的開(kāi)發(fā)者們?cè)谑褂?Go 語(yǔ)言的時(shí)候感覺(jué)非常容易上手。

下圖展示了一些其它編程語(yǔ)言對(duì) Go 語(yǔ)言的影響：圖 1.3 其它編程語(yǔ)言對(duì) Go 語(yǔ)言的影響

1.2 為什么要?jiǎng)?chuàng)造一門(mén)編程語(yǔ)言

C/C++ 的發(fā)展速度無(wú)法跟上計(jì)算機(jī)發(fā)展的腳步，十多年來(lái)也沒(méi)有出現(xiàn)一門(mén)與時(shí)代相符的主流系統(tǒng)編程語(yǔ)言，因此人們需要一門(mén)新的系統(tǒng)編程語(yǔ)言來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)空缺，尤其是在計(jì)算機(jī)信息時(shí)代。

對(duì)比計(jì)算機(jī)性能的提升，軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域不被認(rèn)為發(fā)展地足夠快或者比硬件發(fā)展更加成功（有許多項(xiàng)目均以失敗告終），同時(shí)應(yīng)用程序的體積始終在不斷地?cái)U(kuò)大，這就迫切地需要一門(mén)具備更高層次概念的低級(jí)語(yǔ)言來(lái)突破現(xiàn)狀。

在 Go 語(yǔ)言出現(xiàn)之前，開(kāi)發(fā)者們總是面臨非常艱難的抉擇，究竟是使用執(zhí)行速度快但是編譯速度并不理想的語(yǔ)言（如：C++），還是使用編譯速度較快但執(zhí)行效率不佳的語(yǔ)言（如：.NET、Java），或者說(shuō)開(kāi)發(fā)難度較低但執(zhí)行速度一般的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言呢？顯然，Go 語(yǔ)言在這 3 個(gè)條件之間做到了最佳的平衡：快速編譯，高效執(zhí)行，易于開(kāi)發(fā)。

1.3 Go 語(yǔ)言的發(fā)展目標(biāo)

Go 語(yǔ)言的主要目標(biāo)是將靜態(tài)語(yǔ)言的安全性和高效性與動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的易開(kāi)發(fā)性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，達(dá)到完美平衡，從而使編程變得更加有樂(lè)趣，而不是在艱難抉擇中痛苦前行。

因此，Go 語(yǔ)言是一門(mén)類型安全和內(nèi)存安全的編程語(yǔ)言。雖然 Go 語(yǔ)言中仍有指針的存在，但并不允許進(jìn)行指針運(yùn)算。

Go 語(yǔ)言的另一個(gè)目標(biāo)是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信、并發(fā)和并行編程的極佳支持，從而更好地利用大量的分布式和多核的計(jì)算機(jī)，這一點(diǎn)對(duì)于谷歌內(nèi)部的使用來(lái)說(shuō)就非常重要了。設(shè)計(jì)者通過(guò) goroutine 這種輕量級(jí)線程的概念來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，然后通過(guò) channel 來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè) goroutine 之間的通信。他們實(shí)現(xiàn)了分段棧增長(zhǎng)和 goroutine 在線程基礎(chǔ)上多路復(fù)用技術(shù)的自動(dòng)化。

這個(gè)特性顯然是 Go 語(yǔ)言最強(qiáng)有力的部分，不僅支持了日益重要的多核與多處理器計(jì)算機(jī)，也彌補(bǔ)了現(xiàn)存編程語(yǔ)言在這方面所存在的不足。

Go 語(yǔ)言中另一個(gè)非常重要的特性就是它的構(gòu)建速度（編譯和鏈接到機(jī)器代碼的速度），一般情況下構(gòu)建一個(gè)程序的時(shí)間只需要數(shù)百毫秒到幾秒。作為大量使用 C++ 來(lái)構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施的谷歌來(lái)說(shuō)，無(wú)疑從根本上擺脫了 C++ 在構(gòu)建速度上非常不理想的噩夢(mèng)。這不僅極大地提升了開(kāi)發(fā)者的生產(chǎn)力，同時(shí)也使得軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的代碼測(cè)試環(huán)節(jié)更加緊湊，而不必浪費(fèi)大量的時(shí)間在等待程序的構(gòu)建上。

依賴管理是現(xiàn)今軟件開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要組成部分，但是 C 語(yǔ)言中“頭文件”的概念卻導(dǎo)致越來(lái)越多因?yàn)橐蕾囮P(guān)系而使得構(gòu)建一個(gè)大型的項(xiàng)目需要長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間。人們?cè)絹?lái)越需要一門(mén)具有嚴(yán)格的、簡(jiǎn)潔的依賴關(guān)系分析系統(tǒng)從而能夠快速編譯的編程語(yǔ)言。這正是 Go 語(yǔ)言采用包模型的根本原因，這個(gè)模型通過(guò)嚴(yán)格的依賴關(guān)系檢查機(jī)制來(lái)加快程序構(gòu)建的速度，提供了非常好的可量測(cè)性。

整個(gè) Go 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的編譯時(shí)間一般都在 20 秒以內(nèi)，其它的常規(guī)項(xiàng)目也只需要半秒鐘的時(shí)間來(lái)完成編譯工作。這種閃電般的編譯速度甚至比編譯 C 語(yǔ)言或者 Fortran 更加快，使得編譯這一環(huán)節(jié)不再成為在軟件開(kāi)發(fā)中困擾開(kāi)發(fā)人員的問(wèn)題。在這之前，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言將快速編譯作為自身的一大亮點(diǎn)，像 C++ 那樣的靜態(tài)語(yǔ)言一般都有非常漫長(zhǎng)的編譯和鏈接工作。而同樣作為靜態(tài)語(yǔ)言的 Go 語(yǔ)言，通過(guò)自身優(yōu)良的構(gòu)建機(jī)制，成功地去除了這個(gè)弊端，使得程序的構(gòu)建過(guò)程變得微不足道，擁有了像腳本語(yǔ)言和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言那樣的高效開(kāi)發(fā)的能力。

另外，Go 語(yǔ)言在執(zhí)行速度方面也可以與 C/C++ 相提并論。

由于內(nèi)存問(wèn)題（通常稱為內(nèi)存泄漏）長(zhǎng)期以來(lái)一直伴隨著 C++ 的開(kāi)發(fā)者們，Go 語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者們認(rèn)為內(nèi)存管理不應(yīng)該是開(kāi)發(fā)人員所需要考慮的問(wèn)題。因此盡管 Go 語(yǔ)言像其它靜態(tài)語(yǔ)言一樣執(zhí)行本地代碼，但它依舊運(yùn)行在某種意義上的虛擬機(jī)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)高效快速的垃圾回收（使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)記-清除算法）。

盡管垃圾回收并不容易實(shí)現(xiàn)，但考慮這將是未來(lái)并發(fā)應(yīng)用程序發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，Go 語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者們還是完成了這項(xiàng)艱難的任務(wù)。

Go 語(yǔ)言還能夠在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行反射相關(guān)的操作。

使用go install能夠很輕松地對(duì)第三方包進(jìn)行部署。

此外，Go 語(yǔ)言還支持調(diào)用由 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的海量庫(kù)文件（第 3.9 節(jié)），從而能夠?qū)⑦^(guò)去開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行快速遷移。

1.4 指導(dǎo)設(shè)計(jì)原則

Go語(yǔ)言通過(guò)減少關(guān)鍵字的數(shù)量（25 個(gè)）來(lái)簡(jiǎn)化編碼過(guò)程中的混亂和復(fù)雜度。干凈、整齊和簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法也能夠提高程序的編譯速度，因?yàn)檫@些關(guān)鍵字在編譯過(guò)程中少到甚至不需要符號(hào)表來(lái)協(xié)助解析。

這些方面的工作都是為了減少編碼的工作量，甚至可以與 Java 的簡(jiǎn)化程度相比較。

Go 語(yǔ)言有一種極簡(jiǎn)抽象藝術(shù)家的感覺(jué)，因?yàn)樗惶峁┝艘坏絻煞N方法來(lái)解決某個(gè)問(wèn)題，這使得開(kāi)發(fā)者們的代碼都非常容易閱讀和理解。眾所周知，代碼的可讀性是軟件工程里最重要的一部分（譯者注：代碼是寫(xiě)給人看的，不是寫(xiě)給機(jī)器看的）。

這些設(shè)計(jì)理念沒(méi)有建立其它概念之上，所以并不會(huì)因?yàn)闋砍兜揭恍└拍疃鴮⒛硞€(gè)概念復(fù)雜化，他們之間是相互獨(dú)立的。

Go 語(yǔ)言有一套完整的編碼規(guī)范，你可以在 Go 語(yǔ)言編碼規(guī)范 頁(yè)面進(jìn)行查看。

它不像 Ruby 那樣通過(guò)實(shí)現(xiàn)過(guò)程來(lái)定義編碼規(guī)范。作為一門(mén)具有明確編碼規(guī)范的語(yǔ)言，它要求可以采用不同的編譯器如 gc 和 gccgo（第 2.1 節(jié)）進(jìn)行編譯工作，這對(duì)語(yǔ)言本身?yè)碛懈玫木幋a規(guī)范起到很大幫助。

LALR 是 Go 語(yǔ)言的語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)，你也可以在src/cmd/internal/gc/go.y中查看到，這種語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)在編譯時(shí)不需要符號(hào)表來(lái)協(xié)助解析。

1.5 語(yǔ)言的特性

Go 語(yǔ)言從本質(zhì)上（程序和結(jié)構(gòu)方面）來(lái)實(shí)現(xiàn)并發(fā)編程。

因?yàn)?Go 語(yǔ)言沒(méi)有類和繼承的概念，所以它和 Java 或 C++ 看起來(lái)并不相同。但是它通過(guò)接口（interface）的概念來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。Go 語(yǔ)言有一個(gè)清晰易懂的輕量級(jí)類型系統(tǒng)，在類型之間也沒(méi)有層級(jí)之說(shuō)。因此可以說(shuō)這是一門(mén)混合型的語(yǔ)言。

在傳統(tǒng)的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中，使用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)顯得非常臃腫，它們總是通過(guò)復(fù)雜的模式來(lái)構(gòu)建龐大的類型層級(jí)，這違背了編程語(yǔ)言應(yīng)該提升生產(chǎn)力的宗旨。

函數(shù)是 Go 語(yǔ)言中的基本構(gòu)件，它們的使用方法非常靈活。在第六章，我們會(huì)看到 Go 語(yǔ)言在函數(shù)式編程方面的基本概念。

Go 語(yǔ)言使用靜態(tài)類型，所以它是類型安全的一門(mén)語(yǔ)言，加上通過(guò)構(gòu)建到本地代碼，程序的執(zhí)行速度也非?？?。

作為強(qiáng)類型語(yǔ)言，隱式的類型轉(zhuǎn)換是不被允許的，記住一條原則：讓所有的東西都是顯式的。

Go 語(yǔ)言其實(shí)也有一些動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性（通過(guò)關(guān)鍵字var），所以它對(duì)那些逃離 Java 和 .Net 世界而使用 Python、Ruby、PHP 和 JavaScript 的開(kāi)發(fā)者們也具有很大的吸引力。

Go 語(yǔ)言支持交叉編譯，比如說(shuō)你可以在運(yùn)行 Linux 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上開(kāi)發(fā)運(yùn)行下 Windows 下運(yùn)行的應(yīng)用程序。這是第一門(mén)完全支持 UTF-8 的編程語(yǔ)言，這不僅體現(xiàn)在它可以處理使用 UTF-8 編碼的字符串，就連它的源碼文件格式都是使用的 UTF-8 編碼。Go 語(yǔ)言做到了真正的國(guó)際化！

1.6 語(yǔ)言的用途

Go 語(yǔ)言被設(shè)計(jì)成一門(mén)應(yīng)用于搭載 Web 服務(wù)器，存儲(chǔ)集群或類似用途的巨型中央服務(wù)器的系統(tǒng)編程語(yǔ)言。對(duì)于高性能分布式系統(tǒng)領(lǐng)域而言，Go 語(yǔ)言無(wú)疑比大多數(shù)其它語(yǔ)言有著更高的開(kāi)發(fā)效率。它提供了海量并行的支持，這對(duì)于游戲服務(wù)端的開(kāi)發(fā)而言是再好不過(guò)了。

Go 語(yǔ)言一個(gè)非常好的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)所謂的復(fù)雜事件處理（CEP），這項(xiàng)技術(shù)要求海量并行支持，高度的抽象化和高性能。當(dāng)我們進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，CEP 必然會(huì)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

但是 Go 語(yǔ)言同時(shí)也是一門(mén)可以用于實(shí)現(xiàn)一般目標(biāo)的語(yǔ)言，例如對(duì)于文本的處理，前端展現(xiàn)，甚至像使用腳本一樣使用它。

值得注意的是，因?yàn)槔厥蘸妥詣?dòng)內(nèi)存分配的原因，Go 語(yǔ)言不適合用來(lái)開(kāi)發(fā)對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高的軟件。

越來(lái)越多的谷歌內(nèi)部的大型分布式應(yīng)用程序都開(kāi)始使用 Go 語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)，例如谷歌地球的一部分代碼就是由 Go 語(yǔ)言完成的。

如果你想知道一些其它組織使用Go語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，你可以到 使用 Go 的組織 頁(yè)面進(jìn)行查看。出于隱私保護(hù)的考慮，許多公司的項(xiàng)目都沒(méi)有展示在這個(gè)頁(yè)面。我們將會(huì)在第 21 章討論到一個(gè)使用 Go 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的大型存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）案例。

在 Chrome 瀏覽器中內(nèi)置了一款 Go 語(yǔ)言的編譯器用于本地客戶端（NaCl），這很可能會(huì)被用于在 Chrome OS 中執(zhí)行 Go 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序。

Go 語(yǔ)言可以在 Intel 或 ARM 處理器上運(yùn)行，因此它也可以在安卓系統(tǒng)下運(yùn)行，例如 Nexus 系列的產(chǎn)品。

在 Google App Engine 中使用 Go 語(yǔ)言：2011 年 5 月 5 日，官方發(fā)布了用于開(kāi)發(fā)運(yùn)行在 Google App Engine 上的 Web 應(yīng)用的 Go SDK，在此之前，開(kāi)發(fā)者們只能選擇使用 Python 或者 Java。這主要是 David Symonds 和 Nigel Tao 努力的成果。目前最新的穩(wěn)定版是基于 Go 1.4 的 SDK 1.9.18，于 2015 年 2 月 18 日發(fā)布。當(dāng)前 Go 語(yǔ)言的穩(wěn)定版本是 Go 1.4.2。

1.7 關(guān)于特性缺失

許多能夠在大多數(shù)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中使用的特性 Go 語(yǔ)言都沒(méi)有支持，但其中的一部分可能會(huì)在未來(lái)被支持。

為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，不支持函數(shù)重載和操作符重載

為了避免在 C/C++ 開(kāi)發(fā)中的一些 Bug 和混亂，不支持隱式轉(zhuǎn)換

Go 語(yǔ)言通過(guò)另一種途徑實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（第 10-11 章）來(lái)放棄類和類型的繼承

盡管在接口的使用方面（第 11 章）可以實(shí)現(xiàn)類似變體類型的功能，但本身不支持變體類型

不支持動(dòng)態(tài)加載代碼

不支持動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)

不支持泛型

通過(guò)recover和panic來(lái)替代異常機(jī)制（第 13.2-3 節(jié)）

不支持?jǐn)嘌?/p>

不支持靜態(tài)變量

關(guān)于 Go 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)于這些方面的討論，你可以通過(guò) Go 常見(jiàn)問(wèn)題 頁(yè)面查看。

1.8 使用 Go 語(yǔ)言編程

如果你有其它語(yǔ)言的編程經(jīng)歷（面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，如：Java、C#、Object-C、Python、Ruby），在你進(jìn)入到 Go 語(yǔ)言的世界之后，你將會(huì)像迷戀你的 X 語(yǔ)言一樣無(wú)法自拔。Go 語(yǔ)言使用了與其它語(yǔ)言不同的設(shè)計(jì)模式，所以當(dāng)你嘗試將你的X語(yǔ)言的代碼遷移到 Go 語(yǔ)言時(shí)，你將會(huì)非常失望，所以你需要從頭開(kāi)始，用 Go 的理念來(lái)思考。

如果你在至高點(diǎn)使用 Go 的理念來(lái)重新審視和分析一個(gè)問(wèn)題，你通常會(huì)找到一個(gè)適用于 Go 語(yǔ)言的優(yōu)雅的解決方案。

1.9 小結(jié)

這里列舉一些 Go 語(yǔ)言的必殺技：

簡(jiǎn)化問(wèn)題，易于學(xué)習(xí)

內(nèi)存管理，簡(jiǎn)潔語(yǔ)法，易于使用

快速編譯，高效開(kāi)發(fā)

高效執(zhí)行

并發(fā)支持，輕松駕馭

靜態(tài)類型

標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)，規(guī)范統(tǒng)一

易于部署

文檔全面

免費(fèi)開(kāi)源