Go基础

简介

简介
Language Mechanics
- Syntax
函数和方法
- 函数
- 方法
  - 接收者的本质
  - 值接收者和指针接收者
Error Handling
Go Test 和 Benchmark

大神的一份学习笔记 https://github.com/hoanhan101/ultimate-go

Golang 官网的FAQ 也经常会有一些“灵魂追问”的解答。

Language Mechanics

Syntax

Go语言设计有很多硬性规则，这让代码格式化、代码分析、编译、单元测试比较方便。

与常见编程语言的不同之处：

变量类型在变量右侧，https://blog.go-zh.org/gos-declaration-syntax 官方有给出解释，原因简单来说就是和C相比，在当参数是指针的复杂情况下，这种声明格式会相对好理解一点
Go的赋值方式很多，据说在Go后续的优化中会只支持一种赋值方式。PS：“达成一个目的只允许有一种方法”，就是这么直接。
iota 是 Go 语言的一个预定义标识符，它表示的是 const 声明块（包括单行声明）中，每个常量所处位置在块中的偏移值（从零开始）。这样我们就可以使用 Go 常量语法来实现枚举常量的定义。
赋值可以进行自动类型推断，在一个赋值语句中可以对多个变量进行同时赋值
Go语言不允许隐式类型转换，别名和原有类型也不能进行隐式类型转换
支持指针类型，但不支持指针运算，也不能获取常量的指针，仅能修改指针指向的值。
Go语言没有前置++,–
支持按位清零运算符&^
Go语言循环仅支持关键字 for
不需要用break 来明确退出一个case，case 可以多项
可以不设定switch 之后的条件表达式，在此种情况下，整个switch 结构与多个if else 的逻辑作用等同。

For break and continue, the additional label lets you specify which loop you would like to refer to. For example, you may want to break/continue the outer loop instead of the one that you nested in.

RowLoop:
    for y, row := range rows {
        for x, data := range row {
            if data == endOfRow {
                break RowLoop
            }
            row[x] = data + bias(x, y)
        }
    }

go 关键字对应到 java 就像一个无限容量的 Executor，可以随时随地 submit Runable

golang为什么将method写在类外? go表达的就是函数就是函数，数据就是数据。与数据绑定的函数提供t.foo()这种写法。但也仅此而已了。不要用面向对象语言的思想去学go，用c的思路去学go，golang之所以叫struct不叫class，go没有类，只是模拟它

函数和方法

函数

函数是 Go 代码中的基本功能逻辑单元，它承载了 Go 程序的所有执行逻辑。可以说，Go 程序的执行流本质上就是在函数调用栈中上下流动，从一个函数到另一个函数。

与常见编程语言的不同之处：

可以返回多个值
所有的参数传递都是值传递：slice,map,channel 会有传引用的错觉。PS：底层都有unsafe.Pointer 指向真正的数据
函数是一等公民 ==> 对象之间的复杂关系可以由函数来部分替代
1. 在运行时创建
2. 函数可以作为变量的值
3. 函数可以作为参数和返回值。接受函数作为参数或者返回值的函数是高阶函数。

比如通过函数式编程来实现装饰模式，让一个函数具有计时能力

func timeSpent(inner func(op int) int) func(op int) int {
	return func(n int) int {
		start := time.Now()
		ret := inner(n)
		fmt.Println("time spent:", time.Since(start).Seconds())
		return ret
	}
}

嫌弃这个方法定义太长的话可以

type IntConv func(op int) int
func timeSpent(inner IntConv) IntConv {
	return func(n int) int {
		start := time.Now()
		ret := inner(n)
		fmt.Println("time spent:", time.Since(start).Seconds())
		return ret
	}
}

从栈上理解 Go 语言函数调用

调用者 caller 会将参数值写入到栈上，被调用函数 callee 实际上操作的是调用者 caller 栈帧上的参数值。
在进行调用指针接收者(pointer receiver)方法调用的时候，实际上是先复制了结构体的指针到栈中，然后在方法调用中全都是基于指针的操作。

方法

接收者的本质

方法带不带指针：(p *Person) refers to a pointer to the created instance of the Person struct. it is like using the keyword this in Java or self in Python when referring to the pointing object. (p Person) is a copy of the value of Person ia passed to the function. any change that you make in p if you pass it by value won’t be reflected in source p. C++ 中的对象在调用方法时，编译器会自动传入指向对象自身的 this 指针作为方法的第一个参数。Go 语言中的方法的本质就是，一个以方法的 receiver 参数作为第一个参数的普通函数。这种等价转换是由 Go 编译器在编译和生成代码时自动完成的。

在一些框架代码中，会将指针接收者命名为 this，很有感觉

func (this *Person)GetFullName() string{
    return fmt.Println("%s %s",this.Name,this.Surname)
}

值接收者和指针接收者

结构体方法是要将接收器定义成值，还是指针。这本质上与函数参数应该是值还是指针是同一个问题。

func (p *Person)GetFullName() string{
    return fmt.Println("%s %s",p.Name,p.Surname)
}
func (p Person)GetFullName() string{
    return fmt.Println("%s %s",p.Name,p.Surname)
}
func GetFullName(p *Person) string{
    return fmt.Println("%s %s",p.Name,p.Surname)
}
func GetFullName(p Person) string{
    return fmt.Println("%s %s",p.Name,p.Surname)
}

深度解密Go语言之关于 interface 的 10 个问题如果实现了接收者是值类型的方法，会隐含地也实现了接收者是指针类型的方法。方法集合在 Go 语言中的主要用途就是判断某个类型是否实现了某个接口。*T 类型的方法集合包含所有以 *T 为 receiver 参数类型的方法，以及所有以 T 为 receiver 参数类型的方法。

选择 receiver 参数类型的原则

如果 Go 方法要把对 receiver 参数代表的类型实例的修改，反映到原类型实例上，那么我们应该选择 *T 作为 receiver 参数的类型。
如果 receiver 参数类型的 size 较大，以值拷贝形式传入就会导致较大的性能开销，这时我们选择 *T 作为 receiver 类型可能更好些

T 类型是否需要实现某个接口。比如demo 中，T 没有实现 Interface 类型方法列表中的 M2，因此类型 T 的实例 t 不能赋值给 Interface 变量。

 type Interface interface {
     M1()
     M2()
 }
 type T struct{}

 func (t T) M1()  {}
 func (t *T) M2() {}
 func main() {
     var t T
     var pt *T
     var i Interface
     i = pt
     i = t // cannot use t (type T) as type Interface in assignment: T does not implement Interface (M2 method has pointer receiver)
 }

Error Handling

「错误」一词在不同编程语言中存在着不同的理解和诠释。在 Go 语言里，错误被视普普通通的 —— 值。

import errors
err := errors.New(xx)
err := fmt.Errorf(xx)
import github.com/pkg/errors   
err := errors.New(xx)  // error 包含stack trace

与常见编程语言的不同之处：

没有异常机制。之前的语言函数只支持一个返回值，业务逻辑返回与错误返回会争用这一个“名额”，后来支持抛异常，算是解决了“争用”，但大量的try catch 引入了新的问题（至少Go作者不喜欢）。Go 支持了多返回值，从另一种视角解决了业务逻辑返回与错误返回“争用”问题。
1. 相较于 Python，Go 对错误处理更加谨慎，我们不能通过在代码块最外层写一个try...except... 来进行兜底，只能一步一步去处理错误。另外，Go 与其他主流编程语言在错误处理上有一个很大的分歧，Go 区分了「错误」和「异常」。在 Go 中 panic 表示一个异常，与 error 错误不同，默认情况下，遇到 panic 调用，Go 程序会崩溃并退出。
不像java 单独把Exception 拎出来说事儿。错误 error 在 Go 中表现为一个内建的接口类型，任何实现了 Error() string 方法的类型都能作为 error 类型进行传递，成为错误值。
```
 // $GOROOT/src/builtin/builtin.go
 type interface error {
     Error() string
 }
```
可以通过errors.New 和 fmt.Errorf 来快速创建错误实例。但它们给错误处理者提供的错误上下文（Error Context）只限于以字符串形式呈现的信息，这也就意味着，错误值构造方不经意间的一次错误描述字符串的改动，都会造成错误处理方处理行为的变化，并且这种通过字符串比较的方式，对错误值进行检视的性能也很差。
```
 func New(text string) error {
     return &errorString{text}
 }

 type errorString struct {
     s string
 }
 func (e *errorString) Error() string {
     return e.s
 }
```
可以在代码中预创建一些错误var LessThanTwoError = errors.New("n should be not less than 2")，以便比对和复用。不过，对于 API 的开发者而言，暴露“哨兵”错误值也意味着这些错误值和包的公共函数 / 方法一起成为了 API 的一部分。一旦发布出去，开发者就要对它进行很好的维护。而“哨兵”错误值也让使用这些值的错误处理方对它产生了依赖。

可以发现，Go 中的错误处理其实是对返回值的检查，并且我们可以通过类型断言 err.(type) 来判断 error 的具体类型。

在一些场景下，错误处理者需要从错误值中提取出更多信息，帮助他选择错误处理路径，显然这两种方法就不能满足了。这个时候，我们可以自定义错误类型来满足这一需求。
```
 // $GOROOT/src/net/net.go
 type OpError struct {
     Op string
     Net string
     Source Addr
     Addr Addr
     Err error
 }
```
也可以将某个包中的错误类型归类，统一提取出一些公共的错误行为特征，并将这些错误行为特征放入一个公开的接口类型中。
```
 // $GOROOT/src/net/net.go
 type Error interface {
     error
     Timeout() bool  
     Temporary() bool
 }
```

常见的策略包含哨兵错误、自定义错误以及隐式错误三种。

哨兵错误，通过特定值表示成功和不同错误，依靠调用方对错误进行检查if err === ErrSomething { return errors.New("EOF") }，这种错误处理的方式引入了上下层代码的依赖，如果被调用方的错误类型发生了变化，则调用方也需要对代码进行修改。为了安全起见，变量错误类型可以修改为常量错误
自定义错误，if err, ok := err.(SomeErrorType); ok { ... }，这类错误处理的方式通过自定义的错误类型来表示特定的错误，同样依赖上层代码对错误值进行检查，不同的是需要使用类型断言进行检查。好处在于，可以将错误包装起来，提供更多的上下文信息，但错误的实现方必须向上层公开实现的错误类型，不可避免的同样需要产生依赖关系。
隐式错误，if err != nil { return err }，直接返回错误的任何细节，直接将错误进一步报告给上层。这种情况下，错误在当前调用方这里完全没有进行任何加工，与没有进行处理几乎是等价的，这会产生的一个致命问题在于：丢失调用的上下文信息，如果某个错误连续向上层传播了多次，那么上层代码可能在输出某个错误时，根本无法判断该错误的错误信息究竟从哪儿传播而来。

error 可以嵌套，比如 err2 := fmt.Errorf("wrap err1: %w", err1)。从 Go 1.13 版本开始，

标准库 errors 包提供了 Is 函数用于错误处理方对错误值的检视。如果 error 类型变量的底层错误值是一个包装错误（Wrapped Error），errors.Is 方法会沿着该包装错误所在错误链（Error Chain)，与链上所有被包装的错误（Wrapped Error）进行比较，直至找到一个匹配的错误为止。
```
 // 类似 if err == ErrOutOfBounds{ … }
 if errors.Is(err, ErrOutOfBounds) {
     // 越界的错误处理
 }
```
标准库 errors 包提供了As函数给错误处理方检视错误值。As函数类似于通过类型断言判断一个 error 类型变量是否为特定的自定义错误类型，如下面代码所示：
```
 // 类似 if e, ok := err.(*MyError); ok { … }
 var e *MyError
 if errors.As(err, &e) {
     // 如果err类型为*MyError，变量e将被设置为对应的错误值
 }
```

打印堆栈

我们在一个项目中使用错误机制，最核心的几个需求是：附加信息；附加堆栈。官方的 error 库传递的信息太少一直是被诟病的一点，推荐在应用层使用 github.com/pkg/errors 来替换官方的 error 库，fmt 包在打印 error 之前会判断当前打印的对象是否实现了 Formatter 接口，而 github.com/pkg/errors 中提供的各种初始化 error 方法（包括 errors.New）封装了一个 fundamental 结构，这个结构就是实现了 Formatter 接口。之后就可以通过 fmt.Printf("%+v\n", err) 来查看报错的堆栈。

Error Check Hell

有回调地域、嵌套地狱，也有Error Check Hell

func parse(r io.Reader) (*Point, error) {
    var p Point
    if err := binary.Read(r, binary.BigEndian, &p.Longitude); err != nil {
        return nil, err
    }
    if err := binary.Read(r, binary.BigEndian, &p.Latitude); err != nil {
        return nil, err
    }
    if err := binary.Read(r, binary.BigEndian, &p.Distance); err != nil {
        return nil, err
    }
    if err := binary.Read(r, binary.BigEndian, &p.ElevationGain); err != nil {
        return nil, err
    }
    if err := binary.Read(r, binary.BigEndian, &p.ElevationLoss); err != nil {
        return nil, err
    }
}

要解决这个事，我们可以用函数式编程的方式

func parse(r io.Reader) (*Point, error) {
    var p Point
    var err error
    read := func(data interface{}) {
        if err != nil { // 先检查错误，如果之前有错就直接返回了
            return
        }
        err = binary.Read(r, binary.BigEndian, data)
    }
    read(&p.Longitude)
    read(&p.Latitude)
    read(&p.Distance)
    read(&p.ElevationGain)
    read(&p.ElevationLoss)
    if err != nil {
        return &p, err
    }
    return &p, nil
}

缺点

所有的异常都需要通过if err != nil {}去做判断和处理，不能做到统一捕捉和处理，容易遗漏。

重复劳动：Error三连是Golang 中最大的重复劳动之一。
排查困难：层层连接error，层层打日志，一个异常伴随一堆error日志
逻辑放大：外层方法需要关注内层所有异常情况，有针对性的处理每种错误。

在spring web开发中，有一个全局ExceptionHandler，方法调用链中任何方法都可以报错，然后由ExceptionHandler 统一处理，然后填充response 的errorCode 并返回。

Go Test 和 Benchmark

我们测试一个函数的功能，就必须要运行该函数，而这往往是由main函数开始触发的。在大型项目中，测试一个函数的功能，总是劳驾main函数很不方便，于是我们可以使用go test功能。

假设存在a.go文件（文件中包含Add方法），我们只要在相同目录下创建a_test.go文件，在该目录下运行go test即可。（这将运行该目录下所有”_test”后缀文件中的带有“Test”前缀的方法）

package main
import (
    "fmt"
    "testing"
)
// 功能测试
func TestAdd(t *testing.T) {
    t.Log("hello","world")
    re := Add(3,4)
    if re != 7{
        t.Error("error")
    } 
    assert.Equal(re,7)
}
// 性能测试
func BenchmarkAdd(b *testing.B) {
    b.ResetTimer()
    ...// 测试代码
    b.StopTimer()
}

Golang单测技巧之打桩

import github.com/bouk/monkey
func TestProcessFirstLineWithMock(t *testing.T){
    // monkey 可以为一个函数打桩，在运行时替换掉 ReadFirstLine 函数的真实地址
    monkey.Patch(ReadFirstLine,func() string{
        return "line11"
    })
    defer monkey.Unpatch(ReadFirstLine)
    line := ProcessFirstLine()
    assert.Equal(t,"line00",line)
}

你想知道的 Go 泛型都在这里一看就会的gomock教程

技术

生活

架构

产品

标签

Container 23

Concurrency 14

Life 41

Tool 8

Algorithm 8

JVM 10

Go 21

Kubernetes 65

Other 5

Network 15

Python 7

Java 20

Spring 17

Netty 10

Storage 24

Distribute 9

MQ 8

WEB 5

Linux 11

Scala 1

Code 9

MachineLearning 74

Practice 16

RPC 6

Compute 11

Architecture 20

DDD 6

Reactive 5

Basic 13

Product 3

Monitor 7

CPP 2

Mesh 12

简介

Language Mechanics

Syntax

函数和方法

函数

方法

接收者的本质

值接收者和指针接收者

Error Handling

打印堆栈

Error Check Hell

缺点

Go Test 和 Benchmark