go语言 - 设计哲学

go语言是互联网时代的语言，融合了众多互联网时代程序设计的特征。

并行与分布式支持。多核化和集群化是互联网时代的典型特征。

并发执行的“执行体”

执行体是个抽象的概念，在操作系统层面有多个概念与之对应，如操作系统自己掌管的进程(process)、进程内的线程(thread)以及进程内的协程 (coroutine，也叫轻量级线程)。多数语言在语法层面并不直接支持协程，而通过库的方式支持的协程的功能也并不完整，比如仅仅提供协程的创建、销毁与切换等能力。如果在这样的协程中调用一个同步IO操作，比如网络通信、本地文件读写,都会阻塞其他的并发执行协程，从而无法真正达到协程本身期望达到的目标。 Go语言在语言级别支持协程，叫goroutine。Go语言标准库提供的所有系统调用(syscall)操作，当然也包括所有同步IO操作，都会出让CPU给其他goroutine，这让事情变得非常简单。

go语言异步程序示例：

func run(arg string) { 
    // ...
}
func main() {
    go run("test")
    ... 
}

关于进程、线程、协程的区别可以参考如下几篇文章：

谈谈并发编程中的协程
一个“蝇量级” C 语言协程库
编程中的进程、线程、协程、同步、异步、回调

执行体间的通信

执行体间通信的方式：

• 执行体之间的互斥与同步
• 执行体之间的消息传递

执行体之间的互斥与同步

当执行体之间存在共享资源(一般是共享内存)时，为保证内存访问逻辑的确定性，需要对访问该共享资源的相关执行体进行互斥。当多个执行体之间 的逻辑存在时序上的依赖时,也往往需要在执行体之间进行同步。

多数语言在库层面提供了线程间的互斥与同步支持，但却找不到协程的影子。

执行体之间的消息传递

两种并发编程模型：

• 共享内存模型
• 消息传递模型

go语言整合了两种并发编程模型，但其推荐“消息传递模型”。其建议适度使用“共享内存模型”。在Go语言中，内置了消息队列的支持，其叫通道(channel)。两个goroutine之间可以通过通道来进行交互。

软件工程支持。工程规模不断扩大是产业发展的必然趋势。

随着工程规模的变大，多数软件需要多人协作完成。所以编程规范化，对于多人协作编程是非常必要的。

go语言是非常规范化的语言，其规范化主要体现在一下几个方面：

• 代码风格规范
• 错误处理规范
• 包管理
• 契约规范(接口)
• 单元测试规范
• 功能开发的流程规范

【示例】go语言的错误处理规范：

f, err := os.Open(filename) if err != nil {
    log.Println("Open file failed:", err)
    return 
}
defer f.Close()
... // 操作已经打开的f文件

编程哲学的重塑

当今主要的编程范式：

• 面向过程编程(C)
• 面向对象编程(C++，Java)
• 函数式编程(Python)
• 面向消息编程(Erlang)

如果需要对“函数式编程”有所了解，阅读这篇文章：

函数式编程

go语言对所有这些编程思想做了一次梳理，融合众家之长，但时刻警惕特性复杂化，极力维持语言特性的简洁，力求小而精。
例如，Go语言接受了“函数式编程”的一些想法，支持匿名函数与闭包。再如，Go语言接受了以Erlang语言为代表的“面向消息编程”思想，支持goroutine和通道。