《Go 语言原本》

1.2 Go 语言综述

Go 语言的设计哲学是简洁,在 Go 团队的一次访谈中,Rob Pike 和 Ken Thompson 均有提到 Go 在诞生之初就选择了一条与以往的编程语言所选择的不同方法,仅尝试提供编程过程中的必需品, 剔除掉纷繁复杂的语法糖和日渐增多的特性列表,在进入本书内容之前,我们先对这一语言做一次 相对完整的回顾。

1.1.1 基础类型与值

基本类型

原始的数值类型包括:

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bool, 
uint, uint8, uint16, uint32, uint64, 
int, int8, int16, int32, int64, 
float32, float64

常量 const 与变量 var

常量 const 与变量 var 是编程语言里司空见惯的概念,Go 语言也不例外。 常量与变量的声明允许类型推导,也允许明确指定值的类型。

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const (
    name       = "val"
    PI float64 = 3.1415926
)
var (
    age = 18
)

变量除了使用 var 来进行声明外,还可以在函数内部通过 := 进行声明。

1.1.2 程序的基本单元

Go 语言本身只有 25 个关键字,涵盖了包管理、常量与变量、流程控制、函数调用、数据结构 和并发控制六个方面的语言特性。

package import

Go 语言以包为代码组织的最小单位,不允许产生包与包之间的循环依赖。 包管理涉及两个关键字,package 负责声明当前代码所在的包的包名,import 则负责导入 当前包所依赖的包。导入的形式包括绝对路径和相对路径,还能够在导入时候对包指定别名,甚至将别名指定为下划线,只导入所依赖包的 init 初始化函数。

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package foo
import (
	"go/types"
	"golang.org/x/syscall"
	"errors"
	xerrors "golang.org/x/errors"
	_ "os/signal"
)

特殊的,main 包只允许出现一次。

函数

函数的声明

func return

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func foo(argc int, argv []string) float64 {
	...
	return 0
}

内建的打印函数

func print(args ...T)
func println(args ...T)

延迟函数

defer

主函数

初始化函数

控制流

条件控制

if else break continue switch case default fallthrough

循环控制

for range

跳跃

goto

1.1.3 数据容器与高级类型

字符串

string

切片与数组

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[10]byte // 数组
[]byte   // 切片

支持切片的基本操作

// 往切片末尾追加元素
func append(slice []T, elems ...T) []T
// 将 src 拷贝到 dst
func copy(dst, src []T) int

除了使用类型声明外,还可以使用 make 和 new 来创建一个数据容器:

func make(t T, size ...IntegerT) T
func new(T) *T

内建 len 和 cap

func len(v T) int
func cap(v T) int

散列表

关键字 map 用于声明一个散列表类型 map[K]V。

支持散列表操作的内建

func delete(m map[T]U, key T)

除此之外,make/new/len 也是可以用的

结构体

type struct interface

接口

类型别名

语言自身的类型别名包括: const ( true = 0 == 0 false = 0 != 0 iota = 0 ) 别名类型包括:byte rune

还可以使用 type 关键字来定义类型别名:

type New Old

指针与零值

var nil T
uintptr

1.1.4 并发与同步原语

go

关键字 go 用于创建基本的并发单元。

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go func() {
	// 并发代码块
	...
}()

被并发的函数将发生在一个独立的 Goroutine 中,与产生 Goroutine 的代码并发的被执行。

Channel

Channel 主要有两种形式:

  1. 有缓存 Channel(buffered channel),使用 make(chan T, n) 创建
  2. 无缓存 Channel(unbuffered channel),使用 make(chan T) 创建

其中 T 为 Channel 传递数据的类型,n 为缓存的大小,这两种 Channel 的读写操作都非常简单:

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// 创建有缓存 Channel
ch := make(chan interface{}, 10)
// 创建无缓存 Channel
ch := make(chan struct{})
// 发送
ch <- v
// 接受
v := <- ch

他们之间的本质区别在于其内存模型的差异,这种内存模型在 Channel 上体现为:

  • 有缓存 Channel: ch <- v 发生在 v <- ch 之前
  • 有缓存 Channel: close(ch) 发生在 v <- ch && v == isZero(v) 之前
  • 无缓存 Channel: v <- ch 发生在 ch <- v 之前
  • 无缓存 Channel: 如果 len(ch) == C,则从 Channel 中收到第 k 个值发生在 k+C 个值得发送完成之前

直观上我们很好理解他们之间的差异: 对于有缓存 Channel 而言,内部有一个缓冲队列,数据会优先进入缓冲队列,而后才被消费, 即向通道发送数据 ch <- v 发生在从通道接受数据 v <- ch 之前; 对于无缓存 Channel 而言,内部没有缓冲队列,即向通道发送数据 ch <- v 一旦出现, 通道接受数据 v <- ch 会立即执行, 因此从通道接受数据 v <- ch 发生在向通道发送数据 ch <- v 之前。 我们随后再根据实际实现来深入理解这一内存模型。

Go 语言还内建了 close() 函数来关闭一个 Channel:

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close(ch)

但语言规范规定了一些要求:

  • 关闭一个已关闭的 Channel 会导致 panic

  • 向已经关闭的 Channel 发送数据会导致 panic

  • 向已经关闭的 Channel 读取数据不会导致 panic,但读取的值为 Channel 缓存数据的零值,可以通过接受语句第二个返回值来检查 Channel 是否关闭:

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    v, ok := <- ch
    if !ok {
      ... // Channel 已经关闭
    }
    

Select

Select 语句伴随 Channel 一起出现,常见的用法是:

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select {
case ch <- v:
	...
default:
	...
}

或者:

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select {
case v := <- ch:
	...
default:
	...
}

用于处理多个不同类型的 v 的发送与接收,并提供默认处理方式。

1.1.5 错误处理

Go 语言的错误处理被设计为值类型,错误以接口的形式在语言中进行表达:

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type error interface {
	Error() string
}

任何实现了 error 接口的类型均可以作为 error 类型。对于下面的 CustomErr 结构而言:

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type CustomErr struct {
	err error
}
func (c CustomErr) Error() string {
	return fmt.Sprintf("err: %v", c.err)
}

由于其实现了 Error() 方法,于是可以以 error 类型返回给上层调用:

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func foo() error {
	return CustomErr{errors.New("this is an error")}
}
func main() {
	err := foo()
	if err != nil { panic(err) }
}

除了错误值以外,还可以使用 panicrecover 内建函数来进行错误的传播:

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func panic(v interface{})
func recover() interface{}

1.1.6 基础工具

工具并不属于语言本身,相反它却在 Go 语言中有着举足轻重的地位。

go fmt

go vet

go mod

1.1.7 小结

我们使用了不算多的篇幅,基本上介绍完了整个 Go 语言的核心及使其成功运行的必备工具, 虽然有诸如 complex64、complex128 基础类型和 complex、real、imag 等内建函数没有 在这里进行介绍,但他们在除了科学计算等领域外极为少见,读者在熟悉语言的其他部分后, 对这些为数不多的特性的掌握甚至都不是一个时间问题。