基因表达式编程gep_最具潜力的编程语言GO有新书啦

互联网时代的来临，改变甚至颠覆了很多东西。从前，一台主机就能搞定一切；而在互联网时代，后台由大量分布式系统构成，任何单个后台服务器节点的故障都不会影响整个系统的正常运行。以七牛云、阿里云和腾讯云为代表的云厂商的出现和崛起，标志着云时代的到来。在云时代，掌握分布式编程已经成为软件工程师的基本技能，而基于Go语言构建的Docker、Kubernetes等系统正是将云时代推向顶峰的关键力量。

今天，Go语言已历经十年，最初的追随者也已经逐渐成长为Go语言资深用户。随着资深用户的不断积累，Go语言相关教程随之增加，在内容层面主要涵盖Go语言基础编程、Web编程、并发编程和内部源码剖析等诸多领域。

七月，新书《GO语言高级编程》推荐给小伙伴们！！

《GO语言高级编程》

作者：柴树杉 曹春晖

• 一本能满足Gopher好奇心的Go语言进阶读物
• 汇集了作者多年来学习和使用Go语言的经验
• 更倾向于描述实现细节，极大地满足开发者的探索欲望

本书作者是国内第一批Go语言实践者和Go语言代码贡献者，创建了Go语言中国讨论组，并组织了早期Go语言相关中文文档的翻译工作。作者从2011年开始分享Go语言和C/C++语言混合编程技术。本书汇集了作者多年来学习和使用Go语言的经验，内容涵盖CGO特性、Go汇编语言、RPC实现、Protobuf插件实现、Web框架实现、分布式系统等高阶主题。其中，CGO特性实现了Go语言对C语言和C++语言混合编程的支持，使Go语言可以无缝继承C/C++世界数十年来积累的巨大软件资产。Go汇编语言更是提供了直接调用底层机器指令的方法，让我们可以最大限度地提升程序中热点代码的性能。

本书适合有一定Go语言经验，并想深入了解Go语言各种高级用法的开发人员。对于Go语言新手，建议在阅读本书前先阅读一些基础Go语言编程图书。

目录

• 内容提要
• 序一
• 序二
• 前言
• 致谢
• 资源与支持
• 第1章　语言基础
• 第2章　CGO编程
• 第3章　Go汇编语言
• 第4章　RPC和Protobuf
• 第5章　Go和Web
• 第6章　分布式系统
• 附录A　使用Go语言常遇到的问题
• 附录B　有趣的代码片段

样章试读：第1章　语言基础(截选)

我不知道，你过去10年为什么不快乐。但相信我，抛掉过去的沉重，使用Go语言，体会最初的快乐！

——469856321

搬砖民工也会建成自己的“罗马帝国”。

——小张

本章首先简要介绍Go语言的发展历史，并较详细地分析“Hello, World”程序在各个祖先语言中的演化过程。然后，对以数组、字符串和切片为代表的基础结构，以函数、方法和接口体现的面向过程和鸭子对象的编程，以及Go语言特有的并发编程模型和错误处理哲学做简单介绍。最后，针对macOS、Windows、Linux几个主流的开发平台，推荐几种较友好的Go语言编辑器和集成开发环境，因为好的工具可以极大地提高我们的效率。

1.1　Go语言创世纪

Go语言最初由谷歌公司的Robert Griesemer、Ken Thompson和Rob Pike这3位技术大咖于2007年开始设计发明，设计新语言的最初动力来自对超级复杂的C++11特性的吹捧报告的鄙视，最终的目标是设计网络和多核时代的C语言。到2008年中期，在语言的大部分特性设计已经完成并开始着手实现编译器和运行时，Russ Cox作为主力开发者加入。到2010年，Go语言已经逐步趋于稳定，并在9月正式发布并开源了代码。

Go语言很多时候被描述为“类C语言”，或者“21世纪的C语言”。从各种角度看，Go语言确实是从C语言继承了相似的表达式语法、控制流结构、基础数据类型、调用参数传值、指针等诸多编程思想，并彻底继承和发扬了C语言简单直接的暴力编程哲学等。图1-1给出的是The Go Programming Language中给出的Go语言的基因图谱，我们可以从中看到有哪些编程语言对Go语言产生了影响。

图1-1　Go语言基因图谱

首先看基因图谱的左边一支。可以明确看出Go语言的并发特性是由贝尔实验室的Hoare于1978年发布的CSP理论演化而来。其后，CSP并发模型在Squeak/Newsqueak和Alef等编程语言中逐步完善并走向实际应用，最终这些设计经验被消化并吸收到了Go语言中。业界比较熟悉的Erlang编程语言的并发编程模型也是CSP理论的另一种实现。

再看基因图谱的中间一支。中间一支主要包含了Go语言中面向对象和包特性的演化历程。Go语言中包和接口以及面向对象等特性则继承自Niklaus Wirth所设计的Pascal语言以及其后衍生的相关编程语言。其中包的概念、包的导入和声明等语法主要来自Modula-2编程语言，面向对象特性所提供的方法的声明语法等则来自Oberon编程语言。最终Go语言演化出了自己特有的支持鸭子面向对象模型的隐式接口等诸多特性。

最后是基因图谱的右边一支，这是对C语言的致敬。Go语言是对C语言最彻底的一次扬弃，不仅在语法上和C语言有着很多差异，最重要的是舍弃了C语言中灵活但是危险的指针运算。而且，Go语言还重新设计了C语言中部分不太合理运算符的优先级，并在很多细微的地方都做了必要的打磨和改变。当然，C语言中少即是多、简单直接的暴力编程哲学则被Go语言更彻底地发扬光大了(Go语言居然只有25个关键字，语言规范还不到50页)。

Go语言的其他特性零散地来自其他一些编程语言，例如，iota语法是从APL语言借鉴的，词法作用域与嵌套函数等特性来自Scheme语言(和其他很多编程语言)。Go语言中也有很多自己发明创新的设计。例如Go语言的切片为轻量级动态数组提供了有效的随机存取的性能，这可能会让人联想到链表的底层的共享机制。还有Go语言新发明的defer语句(Ken发明)也是神来之笔。

1.1.1　来自贝尔实验室特有基因

作为Go语言标志性的并发编程特性则来自贝尔实验室的Tony Hoare于1978年发表的鲜为外界所知的关于并发研究的基础文献：顺序通信进程(Communicating Sequential Processes，CSP)。在最初的CSP论文中，程序只是一组没有中间共享状态的并发运行的处理过程，它们之间使用通道进行通信和控制同步。Tony Hoare的CSP并发模型只是一个用于描述并发性基本概念的描述语言，它并不是一个可以编写可执行程序的通用编程语言。

CSP并发模型最经典的实际应用是来自爱立信公司发明的Erlang编程语言。不过在Erlang将CSP理论作为并发编程模型的同时，同样来自贝尔实验室的Rob Pike以及其同事也在不断尝试将CSP并发模型引入当时的新发明的编程语言中。他们第一次尝试引入CSP并发特性的编程语言叫Squeak(老鼠的叫声)，是一个用于提供鼠标和键盘事件处理的编程语言，在这个语言中通道是静态创建的。然后是改进版的Newsqueak语言(新版老鼠的叫声)，新提供了类似C语言语句和表达式的语法，还有类似Pascal语言的推导语法。Newsqueak是一个带垃圾回收机制的纯函数式语言，它再次针对键盘、鼠标和窗口事件管理。但是在Newsqueak语言中通道已经是动态创建的，通道属于第一类值，可以保存到变量中。然后是Alef编程语言(Alef也是C语言之父Ritchie比较喜爱的编程语言)，Alef语言试图将Newsqueak语言改造为系统编程语言，但是因为缺少垃圾回收机制而导致并发编程很痛苦(这也是继承C语言手工管理内存的代价)。在Alef语言之后还有一个名为Limbo的编程语言(地狱的意思)，这是一个运行在虚拟机中的脚本语言。Limbo语言是与Go语言最接近的祖先，它和Go语言有着最接近的语法。到设计Go语言时，Rob Pike在CSP并发编程模型的实践道路上已经积累了几十年的经验，关于Go语言并发编程的特性完全是信手拈来，新编程语言的到来也是水到渠成了。

图1-2展示了Go语言库早期代码库日志，可以看出最直接的演化历程(在Git中用git log --before={2008-03-03} --reverse命令查看)。

图1-2　Go语言开发日志

从早期提交日志中也可以看出，Go语言是从Ken Thompson发明的B语言、Dennis M. Ritchie发明的C语言逐步演化过来的，它首先是C语言家族的成员，因此很多人将Go语言称为21世纪的C语言。

图1-3给出的是Go语言中来自贝尔实验室特有并发编程基因的演化过程。

图1-3　Go语言并发演化历史

纵观整个贝尔实验室的编程语言的发展进程，从B语言、C语言、Newsqueak、Alef、Limbo语言一路走来，Go语言继承了来自贝尔实验室的半个世纪的软件设计基因，终于完成了C语言革新的使命。纵观这几年来的发展趋势，Go语言已经成为云计算、云存储时代最重要的基础编程语言。

1.1.2　你好，世界

按照惯例，介绍所有编程语言的第一个程序都是“Hello, World!”。虽然本书假设读者已经了解了Go语言，但是我们还是不想打破这个惯例(因为这个传统正是从Go语言的前辈C语言传承而来的)。下面的代码展示的Go语言程序输出的是中文“你好，世界!”。

package mainimport "fmt"func main() { fmt.Println("你好, 世界!")}

将以上代码保存到hello.go文件中。因为代码中有非ASCII的中文字符，我们需要将文件的编码显式指定为无BOM的UTF8编码格式(源文件采用UTF8编码是Go语言规范所要求的)。然后进入命令行并切换到hello.go文件所在的目录。目前我们可以将Go语言当作脚本语言，在命令行中直接输入go run hello.go来运行程序。如果一切正常的话，应该可以在命令行看到输出“你好, 世界!”的结果。

现在，让我们简单介绍一下程序。所有的Go程序都由最基本的函数和变量构成，函数和变量被组织到一个个单独的Go源文件中，这些源文件再按照作者的意图组织成合适的package，最终这些package有机地组成一个完整的Go语言程序。其中，函数用于包含一系列的语句(指明要执行的操作序列)，以及执行操作时存放数据的变量。我们这个程序中函数的名字是main。虽然Go语言对函数的名字没有太多的限制，但是main包中的main()函数默认是每一个可执行程序的入口。而package则用于包装和组织相关的函数、变量和常量。在使用一个package之前，我们需要使用import语句导入包。例如，我们这个程序中导入了fmt包(fmt是format的缩写，表示格式化相关的包)，然后我们才可以使用fmt包中的Println()函数。

而双引号包含的“你好, 世界!”则是Go语言的字符串面值常量。和C语言中的字符串不同，Go语言中的字符串内容是不可变更的。在以字符串作为参数传递给fmt.Println()函数时，字符串的内容并没有被复制——传递的仅是字符串的地址和长度(字符串的结构在reflect.StringHeader中定义)。在Go语言中，函数参数都是以复制的方式(不支持以引用的方式)传递(比较特殊的是，Go语言闭包函数对外部变量是以引用的方式使用的)。

1.2　“Hello, World”的革命

1.1节中简单介绍了Go语言的演化基因图谱，对其中来自贝尔实验室的特有并发编程基因做了重点介绍，最后引出了Go语言版的“Hello, World”程序。其实“Hello, World”程序是展示各种语言特性的最好的例子，是通向该语言的一个窗口。本节将沿着各个编程语言演化的时间轴(如图1-3所示)，简单回顾一下“Hello, World”程序是如何逐步演化到目前的Go语言形式并最终完成它的使命的。

1.2.1　B语言——Ken Thompson, 1969

首先是B语言，B语言是“Go语言之父”——贝尔实验室的Ken Thompson早年间开发的一种通用的程序设计语言，设计目的是为了用于辅助UNIX系统的开发。但是由于B语言缺乏灵活的类型系统导致使用比较困难。后来，Ken Thompson的同事Dennis Ritchie以B语言为基础开发出了C语言，C语言提供了丰富的类型，极大地增强了语言的表达能力。到目前为止，C语言依然是世界上最常用的程序语言之一。而B语言自从被它取代之后，就只存在于各种文献之中，成为了历史。

目前见到的B语言版本的“Hello, World”，一般认为是来自Brian W. Kernighan编写的B语言入门教程(Go核心代码库中第一个提交者的名字正是Brian W. Kernighan)，程序如下：

main() { extrn a, b, c; putchar(a); putchar(b); putchar(c); putchar('!*n');}a 'hell';b 'o, w';c 'orld';

由于B语言缺乏灵活的数据类型，只能分别以全局变量a/b/c来定义要输出的内容，并且每个变量的长度必须对齐到4字节(有一种写汇编语言的感觉)。然后通过多次调用putchar()函数输出字符，最后的'!*n'表示输出一个换行的意思。

总体来说，B语言简单，功能也比较有限。

1.2.2　C语言——Dennis Ritchie，1972—1989

C语言是由Dennis Ritchie在B语言的基础上改进而来，它增加了丰富的数据类型，并最终实现了用它重写UNIX的伟大目标。C语言可以说是现代IT行业最重要的软件基石，目前主流的操作系统几乎全部是由C语言开发的，许多基础系统软件也是C语言开发的。C系家族的编程语言占据统治地位达几十年之久，半个多世纪以来依然充满活力。

在Brian W. Kernighan于1974年左右编写的C语言入门教程中，出现了第一个C语言版本的“Hello, World”程序。这给后来大部分编程语言教程都以“Hello, World”为第一个程序提供了惯例。第一个C语言版本的“Hello, World”程序如下：

main(){ printf("hello, world");}

关于这个程序，有几点需要说明：首先是main()函数因为没有明确返回值类型，所以默认返回int类型；其次printf()函数默认不需要导入函数声明即可以使用；最后main ()没有明确返回语句，但默认返回0。在这个程序出现时，C语言还远未标准化，我们看到的是早先的C语言语法：函数不用写返回值，函数参数也可以忽略，使用printf ()时不需要包含头文件等。

这个例子同样出现在了1978年出版的《C程序设计语言(第1版)》中，作者正是Brian W. Kernighan和Dennis M. Ritchie(简称K&R)。书中的“Hello, World”末尾增加了一个换行输出：

main(){ printf("hello, world");}

这个例子在字符串末尾增加了一个换行，C语言的换行比B语言的换行'!*n'看起来要简洁了一些。

在K&R的教程面世10年之后的1988年，《C程序设计语言(第2版)》终于出版了。此时ANSI C语言的标准化草案已经初步完成，但正式版本的文档尚未发布。不过书中的“Hello, World”程序根据新的规范增加了#include 头文件包含语句，用于包含printf()函数的声明(新的C89标准中，仅是针对printf()函数而言，依然可以不用声明函数而直接使用)。

#include main(){ printf("hello, world");}

然后到了1989年，ANSI C语言第一个国际标准发布，一般被称为C89。C89是流行最广泛的一个C语言标准，目前依然被大量使用。《C程序设计语言》也出版了新版本，并针对新发布的C89规范建议，给main()函数的参数增加了void输入参数说明，表示没有输入参数的意思。

#include main(void){ printf("hello, world");}

至此，C语言本身的进化基本完成。后面的C92/C99/C11都只是针对一些语言细节做了完善。因为各种历史因素，C89依然是使用最广泛的标准。

1.2.3　Newsqueak——Rob Pike, 1989

Newsqueak是Rob Pike发明的老鼠语言的第二代，是他用于实践CSP并发编程模型的战场。Newsqueak是新的Squeak语言的意思，其中squeak是老鼠“吱吱吱”的叫声，也可以看作是类似鼠标点击的声音。Squeak是一个提供鼠标和键盘事件处理的编程语言，Squeak语言的通道是静态创建的。改进版的Newsqueak语言则提供了类似C语言语句和表达式的语法和类似Pascal语言的推导语法。Newsqueak是一个带自动垃圾回收机制的纯函数式语言，它再次针对键盘、鼠标和窗口事件管理。但是在Newsqueak语言中通道是动态创建的，属于第一类值，因此可以保存到变量中。

Newsqueak类似脚本语言，内置了一个print()函数，它的“Hello, World”程序看不出什么特色：

print("Hello,