基于現(xiàn)實經(jīng)驗

Go 是由經(jīng)驗豐富的軟件行業(yè)老手一手創(chuàng)建的，長期以來，他們對現(xiàn)有語言的各種缺點有過切身體會的痛苦經(jīng)歷。幾十年前，Rob Pike 和 Ken Thompson 在 Unix、C 和 Unicode 的發(fā)明中起到了重要作用。Robert Griensemer 在為 JavaScript 和 Java 開發(fā) V8 和 HotSpot 虛擬機(jī)之后，在編譯器和垃圾收集方面擁有數(shù)十年的經(jīng)驗。有太多次，他們不得不等待 Google 規(guī)模的 C++/Java 代碼庫進(jìn)行編譯。于是，他們開始著手創(chuàng)建新的編程語言，將他們半個世紀(jì)以來的編寫代碼所學(xué)到的一切經(jīng)驗包含進(jìn)去。

專注于大型工程

小型工程項目幾乎可以用任何編程語言來成功構(gòu)建。當(dāng)成千上萬的開發(fā)人員在數(shù)十年的持續(xù)時間壓力下，在包含數(shù)千萬行代碼的大型代碼庫上進(jìn)行協(xié)作時，就會發(fā)生真正令人痛苦的問題。這樣會導(dǎo)致一些問題，如下：

• 較長的編譯時間導(dǎo)致中斷開發(fā)。
• 代碼庫由幾個人 / 團(tuán)隊 / 部門 / 公司所擁有，混合了不同的編程風(fēng)格。
• 公司雇傭了數(shù)千名工程師、架構(gòu)師、測試人員、運營專家、審計員、實習(xí)生等，他們需要了解代碼庫，但也具備廣泛的編碼經(jīng)驗。
• 依賴于許多外部庫或運行時，其中一些不再以原始形式存在。
• 在代碼庫的生命周期中，每行代碼平均被重寫 10 次，被弄得千瘡百痍，而且還會發(fā)生技術(shù)偏差。
• 文檔不完整。

Go 注重減輕這些大型工程的難題，有時會以使小型工程變得更麻煩為代價，例如，代碼中到處都需要幾行額外的代碼行。

注重可維護(hù)性

Go 強調(diào)盡可能多地將工作轉(zhuǎn)給自動化的代碼維護(hù)工具中。Go 工具鏈提供了最常用的功能，如格式化代碼和導(dǎo)入、查找符號的定義和用法、簡單的重構(gòu)以及代碼異味的識別。由于標(biāo)準(zhǔn)化的代碼格式和單一的慣用方式，機(jī)器生成的代碼更改看起來非常接近 Go 中人為生成的更改并使用類似的模式，從而允許人機(jī)之間更加無縫地協(xié)作。

保持簡單明了

初級程序員為簡單的問題創(chuàng)建簡單的解決方案。高級程序員為復(fù)雜的問題創(chuàng)建復(fù)雜的解決方案。偉大的程序員找到復(fù)雜問題的簡單解決方案?！狢harles Connell

讓很多人驚訝的一點是，Go 居然不包含他們喜歡的其他語言的概念。Go 確實是一種非常小巧而簡單的語言，只包含正交和經(jīng)過驗證的概念的最小選擇。這鼓勵開發(fā)人員用最少的認(rèn)知開銷來編寫盡可能簡單的代碼，以便許多其他人可以理解并使用它。

使事情清晰明了

良好的代碼總是顯而易見的，避免了那些小聰明、難以理解的語言特性、詭異的控制流和兜圈子。

許多語言都致力提高編寫代碼的效率。然而，在其生命周期中，人們閱讀代碼的時間卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最初編寫代碼所需的時間（100 倍）。例如，審查、理解、調(diào)試、更改、重構(gòu)或重用代碼。在查看代碼時，往往只能看到并理解其中的一小部分，通常不會有完整的代碼庫概述。為了解釋這一點，Go 將所有內(nèi)容都明確出來。

錯誤處理就是一個例子。讓異常在各個點中斷代碼并在調(diào)用鏈上冒泡會更容易。Go 需要手動處理和返回每個錯誤。這使得它可以準(zhǔn)確地顯示代碼可以被中斷的位置以及如何處理或包裝錯誤?？偟膩碚f，這使得錯誤處理編寫起來更加繁瑣，但是也更容易理解。

簡單易學(xué)

Go 是如此的小巧而簡單，以至于人們可以在短短幾天內(nèi)就能研究通整個語言及其基本概念。根據(jù)我們的經(jīng)驗，培訓(xùn)用不了一個星期（相比于掌握其他語言需要幾個月），初學(xué)者就能夠理解 Go 專家編寫的代碼，并為之做出貢獻(xiàn)。為了方便吸引更多的用戶，Go 網(wǎng)站提供了所有必要的教程和深入研究的文章。這些教程在瀏覽器中運行，允許人們在將 Go 安裝到本地計算機(jī)上之前就能夠?qū)W習(xí)和使用 Go。

解決之道

Go 強調(diào)的是團(tuán)隊之間的合作，而不是個人的自我表達(dá)。

在 Go（和 Python）中，所有的語言特性都是相互正交和互補的，通常有一種方法可以做一些事情。如果你想讓 10 個 Python 或 Go 程序員來解決同一個問題，你將會得到 10 個相對類似的解決方案。不同的程序員在彼此的代碼庫中感覺更自在。在查看其他人的代碼時，國罵會更少，而且人們的工作可以更好地融合在一起，從而形成了一致的整體，人人都為之感到自豪，并樂于工作。這還避免了大型工程的問題，如：

• 開發(fā)人員認(rèn)為良好的工作代碼很“混亂”，并要求在開始工作之前進(jìn)行重寫，因為他們的思維方式與原作者不同。
• 不同的團(tuán)隊成員使用不同的語言子集來編寫相同代碼庫的部分內(nèi)容。

簡單、內(nèi)置的并發(fā)性

Go 專為現(xiàn)代多核硬件設(shè)計。

目前使用的大多數(shù)編程語言（Java、JavaScript、Python、Ruby、C、C++）都是 20 世紀(jì) 80 年代到 21 世紀(jì)初設(shè)計的，當(dāng)時大多數(shù) CPU 只有一個計算內(nèi)核。這就是為什么它們本質(zhì)上是單線程的，并將并行化視為邊緣情況的馬后炮。通過現(xiàn)成和同步點之類的附加組件來實現(xiàn)，而這些附加組件既麻煩又難以正確使用。第三方庫雖然提供了更簡單的并發(fā)形式，如 Actor 模型，但是總有多個可用選項，結(jié)果導(dǎo)致了語言生態(tài)系統(tǒng)的碎片化。今天的硬件擁有越來越多的計算內(nèi)核，軟件必須并行化才能高效運行。Go 是在多核處理器時代編寫的，并且在語言中內(nèi)置了簡單、高級的 CSP 風(fēng)格并發(fā)性。

面向計算的語言原語

就深層而言，計算機(jī)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行處理（通常要經(jīng)過幾個步驟），然后輸出結(jié)果數(shù)據(jù)。例如，Web 服務(wù)器從客戶端接收 HTTP 請求，并將其轉(zhuǎn)換為一系列數(shù)據(jù)庫或后端調(diào)用。一旦這些調(diào)用返回，它就將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 HTML 或 JSON 并將其輸出給調(diào)用者。Go 的內(nèi)置語言原語直接支持這種范例：

• 結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)
• 讀和寫代表流式 IO
• 函數(shù)過程數(shù)據(jù)
• goroutines 提供（幾乎無限的）并發(fā)性
• 在并行處理步驟之間傳輸管道數(shù)據(jù)

因為所有的計算原語都是由語言以直接形式提供的，因此 Go 源代碼更直接地表達(dá)了服務(wù)器執(zhí)行的操作。

OO?—?好的部分

更改基類中的某些內(nèi)容的副作用

面向?qū)ο蠓浅Ｓ杏?。過去幾十年來，面向?qū)ο蟮氖褂酶挥谐尚?，并讓我們了解了它的哪些部分比其他部分能夠更好地擴(kuò)展。Go 在面向?qū)ο蠓矫娌捎昧艘环N全新的方法，并記住了這些知識。它保留了好的部分，如封裝、消息傳遞等。Go 還避免了繼承，因為它現(xiàn)在被認(rèn)為是有害的，并為組合提供了的支持。

現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)庫

目前使用的許多編程語言（Java、JavaScript、Python、Ruby）都是在互聯(lián)網(wǎng)成為當(dāng)今無處不在的計算平臺之前設(shè)計的。因此，這些語言的標(biāo)準(zhǔn)庫只提供了相對通用的網(wǎng)絡(luò)支持，而這些網(wǎng)絡(luò)并沒有針對現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。Go 是十年前創(chuàng)建的，當(dāng)時互聯(lián)網(wǎng)已全面發(fā)展。Go 的標(biāo)準(zhǔn)庫允許在沒有第三方庫的情況下創(chuàng)建更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這就避免了第三方庫的常見問題：

• 碎片化：總是有多個選項實現(xiàn)相同的功能。
• 膨脹：庫常常實現(xiàn)的不僅僅是它們的用途。
• 依賴地獄：庫通常依賴于特定版本的其他庫。
• 未知質(zhì)量：第三方代碼的質(zhì)量和安全性可能存在問題。
• 未知支持：第三方庫的開發(fā)可能隨時停止支持。
• 意外更改：第三方庫通常不像標(biāo)準(zhǔn)庫那樣嚴(yán)格地進(jìn)行版本控制。

關(guān)于這方面更多的信息請參考 Russ Cox 提供的資料：https://research.swtch.com/deps

標(biāo)準(zhǔn)化格式

Gofmt 的風(fēng)格沒有人會去喜歡，但人人都會喜歡 gofmt?！猂ob Pike

Gofmt 是一種以標(biāo)準(zhǔn)化方式來格式化 Go 代碼的程序。它不是最漂亮的格式化方式，但卻是最簡單、最不令人生厭的格式化方式。標(biāo)準(zhǔn)化的源代碼格式具有驚人的積極影響：

1. 集中討論重要主題：?它消除了圍繞制表符和空格、縮進(jìn)深度、行長、空行、花括號的位置等一系列爭論。
2. 開發(fā)人員在彼此的代碼庫中感覺很自在，?因為其他代碼看起來很像他們編寫的代碼。每個人都喜歡自由地按照自己喜歡的方式進(jìn)行格式化代碼，但如果其他人按照自己喜歡的方式格式化了代碼，這么做很招人煩。
3. 自動代碼更改并不會打亂手寫代碼的格式，例如引入了意外的空白更改。

許多其他語言社區(qū)現(xiàn)在正在開發(fā)類似 gofmt 的東西。當(dāng)作為第三方解決方案構(gòu)建時，通常會有幾個相互競爭的格式標(biāo)準(zhǔn)。例如，JavaScript 提供了 Prettier 和 StandardJS。這兩者都可以用，也可以只使用其中的一個。但許多 JS 項目并沒有采用它們，因為這是一個額外的決策。Go 的格式化程序內(nèi)置于該語言的標(biāo)準(zhǔn)工具鏈中，因此只有一個標(biāo)準(zhǔn)，每個人都在使用它。

快速編譯

對于大型代碼庫來說，它們長時間的編譯是促使 Go 誕生的原因。Google 主要使用的是 C++ 和 Java，與 Haskell、Scala 或 Rust 等更復(fù)雜的語言相比，它們的編譯速度相對較快。盡管如此，當(dāng)編譯大型代碼庫時，即使是少量的緩慢也會加劇編譯的延遲，從而激怒開發(fā)人員，并干擾流程。Go 的設(shè)計初衷是為了提高編譯效率，因此它的編譯器速度非?？?，幾乎沒有編譯延遲的現(xiàn)象。這給 Go 開發(fā)人員提供了與腳本類語言類似的即時反饋，還有靜態(tài)類型檢查的額外好處。

交叉編譯

由于語言運行時非常簡單，因此它被移植到許多平臺，如 macOS、Linux、Windows、BSD、ARM 等。Go 可以開箱即用地為所有這些平臺編譯二進(jìn)制文件。這使得從一臺機(jī)器進(jìn)行部署變得很容易。

快速執(zhí)行

Go 的運行速度接近于 C。與 JITed 語言（Java、JavaScript、Python 等）不同，Go 二進(jìn)制文件不需要啟動或預(yù)熱的時間，因為它們是作為編譯和完全優(yōu)化的本地代碼的形式發(fā)布的。Go 的垃圾收集器僅引入微秒量級的可忽略的停頓。除了快速的單核性能外，Go 還可以輕松利用所有的 CPU 內(nèi)核。

內(nèi)存占用小

像 JVM、Python 或 Node 這樣的運行時不僅僅在運行時加載程序代碼，每次運行程序時，它們還會加載大型且高度復(fù)雜的基礎(chǔ)架構(gòu)，以進(jìn)行編譯和優(yōu)化程序。如此一來，它們的啟動時間就變慢了，并且還占用了大量內(nèi)存（數(shù)百兆字節(jié)）。而 Go 進(jìn)程的開銷更小，因為它們已經(jīng)完全編譯和優(yōu)化，只需運行即可。Go 還以非常節(jié)省內(nèi)存的方式來存儲數(shù)據(jù)。在內(nèi)存有限且昂貴的云環(huán)境中，以及在開發(fā)過程中，這一點非常重要。我們希望在一臺機(jī)器上能夠快速啟動整個堆棧，同時將內(nèi)存留給其他軟件。

部署規(guī)模小

Go 的二進(jìn)制文件大小非常簡潔。Go 應(yīng)用程序的 Docker 鏡像通常比用 Java 或 Node 編寫的等效鏡像要小 10 倍，這是因為它無需包含編譯器、JIT，以及更少的運行時基礎(chǔ)架構(gòu)的原因。這些特點，在部署大型應(yīng)用程序時很重要。想象一下，如果要將一個簡單的應(yīng)用程序部署到 100 個生產(chǎn)服務(wù)器上會怎么樣？如果使用 Node/JVM 時，我們的 Docker 注冊表就必須提供 100 個 docker 鏡像，每個鏡像 200MB，那么一共就需要 20GB。要完成這些部署就需要一些時間。想象一下，如果我們想每天部署 100 次的話，如果使用 Go 服務(wù)，那么 Docker 注冊表只需提供 10 個 docker 鏡像，每個鏡像只有 20MB，共只需 2GB 即可。大型 Go 應(yīng)用程序可以更快、更頻繁地部署，從而使得重要更新能夠更快地部署到生產(chǎn)環(huán)境中。

獨立部署

Go 應(yīng)用程序部署為一個包含所有依賴項的單個可執(zhí)行文件，并無需安裝特定版本的 JVM、Node 或 Python 運行時；也不必將庫下載到生產(chǎn)服務(wù)器上，更無須對運行 Go 二進(jìn)制文件的機(jī)器進(jìn)行任何更改。甚至也不需要講 Go 二進(jìn)制文件包裝到 Docker 來共享他們。你需要做的是，只是將 Go 二進(jìn)制文件放到服務(wù)器上，它就會在那里運行，而不用關(guān)心服務(wù)器運行的是什么。前面所提到的那些，唯一的例外是使用net和os/user包時針對對glibc的動態(tài)鏈接。

供應(yīng)依賴關(guān)系

Go 有意識避免使用第三方庫的中央存儲庫。Go 應(yīng)用程序直接鏈接到相應(yīng)的 Git 存儲庫，并將所有相關(guān)代碼下載（供應(yīng)）到自己的代碼庫中。這樣做有很多好處：

• 在使用第三方代碼之前，我們可以對其進(jìn)行審查、分析和測試。該代碼就和我們自己的代碼一樣，是我們應(yīng)用程序的一部分，應(yīng)該遵循相同的質(zhì)量、安全性和可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
• 無需永久訪問存儲依賴項的各個位置。從任何地方（包括私有 Git repos）獲取第三方庫，你就能永久擁有它們。
• 經(jīng)過驗收后，編譯代碼庫無需進(jìn)一步下載依賴項。
• 若互聯(lián)網(wǎng)某處的代碼存儲庫突然提供不同的代碼，這也并不足為奇。
• 即使軟件包存儲庫速度變慢，或托管包不復(fù)存在，部署也不會因此中斷。

兼容性保證

Go 團(tuán)隊承諾現(xiàn)有的程序?qū)^續(xù)適用于新一代語言。這使得將大型項目升級到最新版本的編譯器會非常容易，并且可從它們帶來的許多性能和安全性改進(jìn)中獲益。同時，由于 Go 二進(jìn)制文件包含了它們需要的所有依賴項，因此可以在同一服務(wù)器上并行運行使用不同版本的 Go 編譯器編譯的二進(jìn)制文件，而無需進(jìn)行復(fù)雜的多個版本的運行時設(shè)置或虛擬化。

文檔

在大型工程中，文檔對于使軟件可訪問性和可維護(hù)性非常重要。與其他特性類似，Go 中的文檔簡單實用：

• 由于它是嵌入到源代碼中的，因此兩者可以同時維護(hù)。
• 它不需要特殊的語法，文檔只是普通的源代碼注釋。
• 可運行單元測試通常是最好的文檔形式。因此 Go 要求將它們嵌入到文檔中。
• 所有的文檔實用程序都內(nèi)置在工具鏈中，因此每個人都使用它們。
• Go linter 需要導(dǎo)出元素的文檔，以防止“文檔債務(wù)”的積累。

商業(yè)支持的開源

當(dāng)商業(yè)實體在開放式環(huán)境下開發(fā)時，那么一些最流行的、經(jīng)過徹底設(shè)計的軟件就會出現(xiàn)。這種設(shè)置結(jié)合了商業(yè)軟件開發(fā)的優(yōu)勢——一致性和精細(xì)化，使系統(tǒng)更為健壯、可靠、高效，并具有開放式開發(fā)的優(yōu)勢，如來自許多行業(yè)的廣泛支持，多個大型實體和許多用戶的支持，以及即使商業(yè)支持停止的長期支持。Go 就是這樣發(fā)展起來的。

缺點

當(dāng)然，Go 也并非好無缺，每種技術(shù)選擇都是有利有弊。在決定選擇 Go 之前，有幾個方面需要進(jìn)行考慮考慮。

未成熟

雖然 Go 的標(biāo)準(zhǔn)庫在支持許多新概念（如 HTTP 2 Server push 等）方面處于行業(yè)地位，但與 JVM 生態(tài)系統(tǒng)中的第三方庫相比，用于外部 API 的第三方 Go 庫可能不那么成熟。

即將到來的改進(jìn)

由于清楚幾乎不可能改變現(xiàn)有的語言元素，Go 團(tuán)隊非常謹(jǐn)慎，只在新特性完全開發(fā)出來后才添加新特性。在經(jīng)歷了 10 年的有意穩(wěn)定階段之后，Go 團(tuán)隊正在謀劃對語言進(jìn)行一系列更大的改進(jìn)，作為 Go 2.0 之旅的一部分。

無硬實時

雖然 Go 的垃圾收集器只引入了非常短暫的停頓，但支持硬實時需要沒有垃圾收集的技術(shù)，例如 Rust。

結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了 Go 語言的一些優(yōu)秀的設(shè)計準(zhǔn)則，雖然有的準(zhǔn)則的好處平常看起來沒有那么明顯。但當(dāng)代碼庫和團(tuán)隊規(guī)模增長幾個數(shù)量級時，這些準(zhǔn)則可能會使大型工程項目免于許多痛苦。總的來說，正是這些設(shè)計準(zhǔn)則讓 Go 語言成為了除 Java 之外的編程語言里，用于大型軟件開發(fā)項目的好選擇。

網(wǎng)站名稱：Go 會接替 Java，成為下一個企業(yè)級編程語言嗎？
文章位置：http://jinyejixie.com/news39/101539.html

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