Go語(yǔ)言的核心特性有哪些-創(chuàng)新互聯(lián)

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Go語(yǔ)言的核心特性有哪些，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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一、思想

Less can be more

大道至簡(jiǎn),小而蘊(yùn)真

讓事情變得復(fù)雜很容易，讓事情變得簡(jiǎn)單才難

深刻的工程文化

二、核心特性

Go語(yǔ)言之所以厲害，是因?yàn)樗诜?wù)端的開發(fā)中，總能抓住程序員的痛點(diǎn)，以最直接、簡(jiǎn)單、高效、穩(wěn)定的方式來(lái)解決問(wèn)題。這里我們并不會(huì)深入討論GO語(yǔ)言的具體語(yǔ)法，只會(huì)將語(yǔ)言中關(guān)鍵的、對(duì)簡(jiǎn)化編程具有重要意義的方面介紹給大家，體驗(yàn)Go的核心特性。

2.1 并發(fā)編程

Go語(yǔ)言在并發(fā)編程方面比絕大多數(shù)語(yǔ)言要簡(jiǎn)潔不少，這一點(diǎn)是其大亮點(diǎn)之一，也是其在未來(lái)進(jìn)入高并發(fā)高性能場(chǎng)景的重要籌碼。

不同于傳統(tǒng)的多進(jìn)程或多線程，golang的并發(fā)執(zhí)行單元是一種稱為goroutine的協(xié)程。

由于在共享數(shù)據(jù)場(chǎng)景中會(huì)用到鎖，再加上GC，其并發(fā)性能有時(shí)不如異步復(fù)用IO模型，因此相對(duì)于大多數(shù)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，golang的并發(fā)編程簡(jiǎn)單比并發(fā)性能更具賣點(diǎn)。

在當(dāng)今這個(gè)多核時(shí)代，并發(fā)編程的意義不言而喻。當(dāng)然，很多語(yǔ)言都支持多線程、多進(jìn)程編程，但遺憾的是，實(shí)現(xiàn)和控制起來(lái)并不是那么令人感覺(jué)輕松和愉悅。Golang不同的是，語(yǔ)言級(jí)別支持協(xié)程(goroutine)并發(fā)（協(xié)程又稱微線程，比線程更輕量、開銷更小，性能更高），操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單，語(yǔ)言級(jí)別提供關(guān)鍵字（go）用于啟動(dòng)協(xié)程，并且在同一臺(tái)機(jī)器上可以啟動(dòng)成千上萬(wàn)個(gè)協(xié)程。協(xié)程經(jīng)常被理解為輕量級(jí)線程，一個(gè)線程可以包含多個(gè)協(xié)程，共享堆不共享?xiàng)?。協(xié)程間一般由應(yīng)用程序顯式實(shí)現(xiàn)調(diào)度，上下文切換無(wú)需下到內(nèi)核層，高效不少。協(xié)程間一般不做同步通訊，而golang中實(shí)現(xiàn)協(xié)程間通訊有兩種：1）共享內(nèi)存型，即使用全局變量+mutex鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；2）消息傳遞型，即使用一種獨(dú)有的channel機(jī)制進(jìn)行異步通訊。

對(duì)比JAVA的多線程和GO的協(xié)程實(shí)現(xiàn)，明顯更直接、簡(jiǎn)單。這就是GO的魅力所在，以簡(jiǎn)單、高效的方式解決問(wèn)題，關(guān)鍵字go，或許就是GO語(yǔ)言最重要的標(biāo)志。

高并發(fā)是Golang語(yǔ)言大的亮點(diǎn)

2.2 內(nèi)存回收(GC)

從C到C++，從程序性能的角度來(lái)考慮，這兩種語(yǔ)言允許程序員自己管理內(nèi)存，包括內(nèi)存的申請(qǐng)和釋放等。因?yàn)闆](méi)有垃圾回收機(jī)制所以C/C++運(yùn)行起來(lái)速度很快，但是隨著而來(lái)的是程序員對(duì)內(nèi)存使用上的很謹(jǐn)小慎微的考慮。因?yàn)槟呐乱稽c(diǎn)不小心就可能會(huì)導(dǎo)致“內(nèi)存泄露”使得資源浪費(fèi)或者“野指針”使得程序崩潰等，盡管C++11后來(lái)使用了智能指針的概念，但是程序員仍然需要很小心的使用。后來(lái)為了提高程序開發(fā)的速度以及程序的健壯性，java和C#等高級(jí)語(yǔ)言引入了GC機(jī)制，即程序員不需要再考慮內(nèi)存的回收等，而是由語(yǔ)言特性提供垃圾回收器來(lái)回收內(nèi)存。但是隨之而來(lái)的可能是程序運(yùn)行效率的降低。

GC過(guò)程是：先stop the world，掃描所有對(duì)象判活，把可回收對(duì)象在一段bitmap區(qū)中標(biāo)記下來(lái)，接著立即start the world，恢復(fù)服務(wù)，同時(shí)起一個(gè)專門gorountine回收內(nèi)存到空閑list中以備復(fù)用，不物理釋放。物理釋放由專門線程定期來(lái)執(zhí)行。

GC瓶頸在于每次都要掃描所有對(duì)象來(lái)判活，待收集的對(duì)象數(shù)目越多，速度越慢。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值是掃描10w個(gè)對(duì)象需要花費(fèi)1ms，所以盡量使用對(duì)象少的方案，比如我們同時(shí)考慮鏈表、map、slice、數(shù)組來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，鏈表和map每個(gè)元素都是一個(gè)對(duì)象，而slice或數(shù)組是一個(gè)對(duì)象，因此slice或數(shù)組有利于GC。

GC性能可能隨著版本不斷更新會(huì)不斷優(yōu)化，這塊沒(méi)仔細(xì)調(diào)研，團(tuán)隊(duì)中有HotSpot開發(fā)者，應(yīng)該會(huì)借鑒jvm gc的設(shè)計(jì)思想，比如分代回收、safepoint等。

• 內(nèi)存自動(dòng)回收，再也不需要開發(fā)人員管理內(nèi)存

• 開發(fā)人員專注業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，降低了心智負(fù)擔(dān)

• 只需要new分配內(nèi)存，不需要釋放

2.3 內(nèi)存分配

初始化階段直接分配一塊大內(nèi)存區(qū)域，大內(nèi)存被切分成各個(gè)大小等級(jí)的塊，放入不同的空閑list中，對(duì)象分配空間時(shí)從空閑list中取出大小合適的內(nèi)存塊。內(nèi)存回收時(shí)，會(huì)把不用的內(nèi)存重放回空閑list。空閑內(nèi)存會(huì)按照一定策略合并，以減少碎片。

2.4 編譯

編譯涉及到兩個(gè)問(wèn)題：編譯速度和依賴管理

目前Golang具有兩種編譯器，一種是建立在GCC基礎(chǔ)上的Gccgo，另外一種是分別針對(duì)64位x64和32位x86計(jì)算機(jī)的一套編譯器(6g和8g)。

依賴管理方面，由于golang絕大多數(shù)第三方開源庫(kù)都在github上，在代碼的import中加上對(duì)應(yīng)的github路徑就可以使用了，庫(kù)會(huì)默認(rèn)下載到工程的pkg目錄下。

另外，編譯時(shí)會(huì)默認(rèn)檢查代碼中所有實(shí)體的使用情況，凡是沒(méi)使用到的package或變量，都會(huì)編譯不通過(guò)。這是golang挺嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊幻妗?/p>

2.5 網(wǎng)絡(luò)編程

由于golang誕生在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，因此它天生具備了去中心化、分布式等特性，具體表現(xiàn)之一就是提供了豐富便捷的網(wǎng)絡(luò)編程接口，比如socket用net.Dial(基于tcp/udp，封裝了傳統(tǒng)的connect、listen、accept等接口)、http用http.Get/Post()、rpc用client.Call('class_name.method_name', args, &reply)，等等。

高性能HTTP Server

2.6 函數(shù)多返回值

在C，C++中，包括其他的一些高級(jí)語(yǔ)言是不支持多個(gè)函數(shù)返回值的。但是這項(xiàng)功能又確實(shí)是需要的，所以在C語(yǔ)言中一般通過(guò)將返回值定義成一個(gè)結(jié)構(gòu)體，或者通過(guò)函數(shù)的參數(shù)引用的形式進(jìn)行返回。而在Go語(yǔ)言中，作為一種新型的語(yǔ)言，目標(biāo)定位為強(qiáng)大的語(yǔ)言當(dāng)然不能放棄對(duì)這一需求的滿足，所以支持函數(shù)多返回值是必須的。

函數(shù)定義時(shí)可以在入?yún)⒑竺嬖偌?a,b,c)，表示將有3個(gè)返回值a、b、c。這個(gè)特性在很多語(yǔ)言都有，比如python。

這個(gè)語(yǔ)法糖特性是有現(xiàn)實(shí)意義的，比如我們經(jīng)常會(huì)要求接口返回一個(gè)三元組（errno,errmsg,data），在大多數(shù)只允許一個(gè)返回值的語(yǔ)言中，我們只能將三元組放入一個(gè)map或數(shù)組中返回，接收方還要寫代碼來(lái)檢查返回值中包含了三元組，如果允許多返回值，則直接在函數(shù)定義層面上就做了強(qiáng)制，使代碼更簡(jiǎn)潔安全。

2.7 語(yǔ)言交互性

語(yǔ)言交互性指的是本語(yǔ)言是否能和其他語(yǔ)言交互，比如可以調(diào)用其他語(yǔ)言編譯的庫(kù)。

在Go語(yǔ)言中直接重用了大部份的C模塊，這里稱為Cgo.Cgo允許開發(fā)者混合編寫C語(yǔ)言代碼，然后Cgo工具可以將這些混合的C代碼提取并生成對(duì)于C功能的調(diào)用包裝代碼。開發(fā)者基本上可以完全忽略這個(gè)Go語(yǔ)言和C語(yǔ)言的邊界是如何跨越的。

golang可以和C程序交互，但不能和C++交互?？梢杂袃煞N替代方案：1）先將c++編譯成動(dòng)態(tài)庫(kù)，再由go調(diào)用一段c代碼，c代碼通過(guò)dlfcn庫(kù)動(dòng)態(tài)調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)（記得export LD_LIBRARY_PATH）；2）使用swig(沒(méi)玩過(guò))

2.8 異常處理

golang不支持try...catch這樣的結(jié)構(gòu)化的異常解決方式，因?yàn)橛X(jué)得會(huì)增加代碼量，且會(huì)被濫用，不管多小的異常都拋出。golang提倡的異常處理方式是：

• 普通異常：被調(diào)用方返回error對(duì)象，調(diào)用方判斷error對(duì)象。

• 嚴(yán)重異常：指的是中斷性panic（比如除0），使用defer...recover...panic機(jī)制來(lái)捕獲處理。嚴(yán)重異常一般由golang內(nèi)部自動(dòng)拋出，不需要用戶主動(dòng)拋出，避免傳統(tǒng)try...catch寫得到處都是的情況。當(dāng)然，用戶也可以使用panic('xxxx')主動(dòng)拋出，只是這樣就使這一套機(jī)制退化成結(jié)構(gòu)化異常機(jī)制了。

2.9 其他一些有趣的特性

• 類型推導(dǎo)：類型定義：支持var abc = 10這樣的語(yǔ)法，讓golang看上去有點(diǎn)像動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，但golang實(shí)際上時(shí)強(qiáng)類型的，前面的定義會(huì)被自動(dòng)推導(dǎo)出是int類型。

  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。

  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Go是一門寫起來(lái)像動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，有著動(dòng)態(tài)語(yǔ)言開發(fā)效率的靜態(tài)語(yǔ)言。

• 一個(gè)類型只要實(shí)現(xiàn)了某個(gè)interface的所有方法，即可實(shí)現(xiàn)該interface，無(wú)需顯式去繼承。

  Go編程規(guī)范推薦每個(gè)Interface只提供一到兩個(gè)的方法。這樣使得每個(gè)接口的目的非常清晰。另外Go的隱式推導(dǎo)也使得我們組織程序架構(gòu)的時(shí)候更加靈活。在寫JAVA／C++程序的時(shí)候，我們一開始就需要把父類／子類／接口設(shè)計(jì)好，因?yàn)橐坏┖竺嬗凶兏?，修改起?lái)會(huì)非常痛苦。而Go不一樣，當(dāng)你在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某些方法可以抽象成接口的時(shí)候，你直接定義好這個(gè)接口就OK了，其他代碼不需要做任何修改，編譯器的自動(dòng)推導(dǎo)會(huì)幫你做好一切。

• 不能循環(huán)引用：即如果a.go中import了b，則b.go要是import a會(huì)報(bào)import cycle not allowed。好處是可以避免一些潛在的編程危險(xiǎn)，比如a中的func1()調(diào)用了b中的func2()，如果func2()也能調(diào)用func1()，將會(huì)導(dǎo)致無(wú)限循環(huán)調(diào)用下去。

• defer機(jī)制：在Go語(yǔ)言中，提供關(guān)鍵字defer，可以通過(guò)該關(guān)鍵字指定需要延遲執(zhí)行的邏輯體，即在函數(shù)體return前或出現(xiàn)panic時(shí)執(zhí)行。這種機(jī)制非常適合善后邏輯處理，比如可以盡早避免可能出現(xiàn)的資源泄漏問(wèn)題。

  可以說(shuō)，defer是繼goroutine和channel之后的另一個(gè)非常重要、實(shí)用的語(yǔ)言特性，對(duì)defer的引入，在很大程度上可以簡(jiǎn)化編程，并且在語(yǔ)言描述上顯得更為自然，極大的增強(qiáng)了代碼的可讀性。

• “包”的概念：和python一樣，把相同功能的代碼放到一個(gè)目錄，稱之為包。包可以被其他包引用。main包是用來(lái)生成可執(zhí)行文件，每個(gè)程序只有一個(gè)main包。包的主要用途是提高代碼的可復(fù)用性。通過(guò)package可以引入其他包。

• 編程規(guī)范：GO語(yǔ)言的編程規(guī)范強(qiáng)制集成在語(yǔ)言中，比如明確規(guī)定花括號(hào)擺放位置，強(qiáng)制要求一行一句，不允許導(dǎo)入沒(méi)有使用的包，不允許定義沒(méi)有使用的變量，提供gofmt工具強(qiáng)制格式化代碼等等。奇怪的是，這些也引起了很多程序員的不滿，有人發(fā)表GO語(yǔ)言的XX條罪狀，里面就不乏對(duì)編程規(guī)范的指責(zé)。要知道，從工程管理的角度，任何一個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)都會(huì)對(duì)特定語(yǔ)言制定特定的編程規(guī)范，特別像Google這樣的公司，更是如此。GO的設(shè)計(jì)者們認(rèn)為，與其將規(guī)范寫在文檔里，還不如強(qiáng)制集成在語(yǔ)言里，這樣更直接，更有利用團(tuán)隊(duì)協(xié)作和工程管理。

• 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)上開發(fā)運(yùn)行 Windows 下運(yùn)行的應(yīng)用程序。這是第一門完全支持 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！

三、功能

此處我們說(shuō)個(gè)小段子：

很久以前，有一個(gè)IT公司，這公司有個(gè)傳統(tǒng)，允許員工擁有20%自由時(shí)間來(lái)開發(fā)實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目。在2007的某一天，公司的幾個(gè)大牛，正在用c++開發(fā)一些比較繁瑣但是核心的工作，主要包括龐大的分布式集群，大牛覺(jué)得很鬧心，后來(lái)c++委員會(huì)來(lái)他們公司演講，說(shuō)c++將要添加大概35種新特性。這幾個(gè)大牛的其中一個(gè)人，名為：Rob Pike，聽(tīng)后心中一萬(wàn)個(gè)xxx飄過(guò)，“c++特性還不夠多嗎？簡(jiǎn)化c++應(yīng)該更有成就感吧”。于是乎，Rob Pike和其他幾個(gè)大牛討論了一下，怎么解決這個(gè)問(wèn)題，過(guò)了一會(huì)，Rob Pike說(shuō)要不我們自己搞個(gè)語(yǔ)言吧，名字叫“go”，非常簡(jiǎn)短，容易拼寫。其他幾位大牛就說(shuō)好啊，然后他們找了塊白板，在上面寫下希望能有哪些功能。接下來(lái)的時(shí)間里，大牛們開心的討論設(shè)計(jì)這門語(yǔ)言的特性，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歲月，他們決定，以c語(yǔ)言為原型，以及借鑒其他語(yǔ)言的一些特性，來(lái)解放程序員，解放自己，然后在2009年，go語(yǔ)言誕生。

以下就是這些大牛所羅列出的Go要有的功能：

• 規(guī)范的語(yǔ)法（不需要符號(hào)表來(lái)解析）

• 垃圾回收（獨(dú)有）

• 無(wú)頭文件

• 明確的依賴

• 無(wú)循環(huán)依賴

• 常量只能是數(shù)字

• int和int32是兩種類型

• 字母大小寫設(shè)置可見(jiàn)性（letter case sets visibility）

• 任何類型（type）都有方法（不是類型）

• 沒(méi)有子類型繼承（不是子類）

• 包級(jí)別初始化以及明確的初始化順序

• 文件被編譯到一個(gè)包里

• 包package-level globals presented in any order

• 沒(méi)有數(shù)值類型轉(zhuǎn)換（常量起輔助作用）

• 接口隱式實(shí)現(xiàn)（沒(méi)有“implement”聲明）

• 嵌入（不會(huì)提升到超類）

• 方法按照函數(shù)聲明（沒(méi)有特別的位置要求）

• 方法即函數(shù)

• 接口只有方法（沒(méi)有數(shù)據(jù)）

• 方法通過(guò)名字匹配（而非類型）

• 沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)

• postincrement（如++i）是狀態(tài)，不是表達(dá)式

• 沒(méi)有preincrement(i++)和predecrement

• 賦值不是表達(dá)式

• 明確賦值和函數(shù)調(diào)用中的計(jì)算順序（沒(méi)有“sequence point”）

• 沒(méi)有指針運(yùn)算

• 內(nèi)存一直以零值初始化

• 局部變量取值合法

• 方法中沒(méi)有“this”

• 分段的堆棧

• 沒(méi)有靜態(tài)和其它類型的注釋

• 沒(méi)有模板

• 內(nèi)建string、slice和map

• 數(shù)組邊界檢查

關(guān)于“Go語(yǔ)言的核心特性有哪些”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，使各位可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，請(qǐng)把它分享出去讓更多的人看到。

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名稱欄目：Go語(yǔ)言的核心特性有哪些-創(chuàng)新互聯(lián)
轉(zhuǎn)載源于：http://bm7419.com/article36/dgdisg.html

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