Golang-Go语言关键特性Channel、Goroutine、HTTP Server

一、前言

大名鼎鼎的Docker，完全用GO实现，业界最为火爆的容器编排管理系统kubernetes，完全用GO实现，之后的Docker Swarm，完全用GO实现。除此之外，还有各种有名的项目如etcd/consul/flannel等等，均使用GO实现。有人说，GO语言之所以出名，是赶上了云时代，但为什么不能换种说法，也是GO语言促使了云的发展？

除了云项目外，还有像今日头条、UBER这样的公司，他们也使用GO语言对自己的业务进行了彻底的重构。

Go语言是静态化和编译的语言，这意味着它的运行速度是Python的数倍，而与Python不同的是，Go不需要借助其他语言就可以达到一个较快的速度。Go几乎和C++、Java一样快，而且Go语言的代码编译速度比C++、Java快得多。

GO语言之所以厉害，是因为它在服务端的开发中，总能抓住程序员的痛点，以最直接、简单、高效、稳定的方式来解决问题。这里我们并不会深入讨论GO语言的具体语法，只会将语言中关键的、对简化编程具有重要意义的方面介绍给大家。

二、Go语言关键特性

• 并发与协程—>goroutine
• 基于消息传递的通信方式—> channel
• 丰富实用的内置数据类型
• 函数多返回值
• defer机制
• 反射（reflect）
• 高性能HTTP Server
• 工程管理
• 编程规范

1、并发与协程（goroutine）

并发是Go语言只要优势之一，通过关键字go，语言级别支持协程（微线程）并发，Goroutine是可以同时独立运行的函数，只占2KB内存。

很多语言都支持多线程、多进程编程，但遗憾的是，实现和控制起来并不是那么令人感觉轻松和愉悦。Golang不同的是，语言级别支持协程(goroutine)并发（协程又称微线程，比线程更轻量、开销更小，性能更高），操作起来非常简单，语言级别提供关键字（go）用于启动协程，并且在同一台机器上可以启动成千上万个协程。

对比JAVA的多线程和GO的协程实现，明显更直接、简单。这就是GO的魅力所在，以简单、高效的方式解决问题，关键字go，或许就是GO语言最重要的标志。

2、消息通信-channel

channel是Go在语言级别提供给进程内的协程间通信方式，线程安全。

在异步的并发编程过程中，只能方便、快速的启动协程还不够。协程之间的消息通信，也是非常重要的一环，否则，各个协程就会成为脱缰的野马而无法控制。在GO语言中，使用基于消息传递的通信方式（而不是大多数语言所使用的基于共享内存的通信方式）进行协程间通信，并且将消息管道(channel)作为基本的数据类型，使用类型关键字(chan)进行定义，并发操作时线程安全。这点在语言的实现上，也具有革命性。可见，GO语言本身并非简单得没有底线，恰恰他们会将最实用、最有利于解决问题的能力，以最简单、直接的形式提供给用户。

Channel并不仅仅只是用于简单的消息通信，还可以引申出很多非常实用，而实现起来又非常方便的功能。比如，实现TCP连接池、限流等等，而这些在其它语言中实现起来并不轻松，但GO语言可以轻易做到。

3、丰富的内置数据类型

将错误类型(error)作为基本的数据类型，并且在语言级别不再支持try…catch的用法，这应该算是一个非常大胆的革命性创举，也难怪很多人吐槽GO语言不伦不类。但是跳出传统的观念，GO的开发者认为在编程过程中，要保证程序的健壮性和稳定性，对异常的精确化处理是非常重要的，只有在每一个逻辑处理完成后，明确的告知上层调用，是否有异常，并由上层调用明确、及时的对异常进行处理，这样才可以高程度的保证程序的健壮性和稳定性。虽然这样做会在编程过程中出现大量的对error结果的判断，但是这无疑也增强了开发者对异常处理的警惕度。而实践证明，只要严格按GO推荐的风格编码，想写出不健壮的代码，都很难。当然，前提是你不排斥它，认可它。

4、函数多返回值

语言中支持函数多返回值，并不是什么新鲜事，Python就是其中之一。允许函数返回多个值，在某些场景下，可以有效的简化编程。GO语言推荐的编程风格，是函数返回的最后一个参数为error类型（只要逻辑体中可能出现异常），这样，在语言级别支持多返回值，就很有必要了

5、defer延迟处理机制

在GO语言中，提供关键字defer，可以通过该关键字指定需要延迟执行的逻辑体，即在函数体return前或出现panic时执行。这种机制非常适合善后逻辑处理，比如可以尽早避免可能出现的资源泄漏问题。

可以说，defer是继goroutine和channel之后的另一个非常重要、实用的语言特性，对defer的引入，在很大程度上可以简化编程，并且在语言描述上显得更为自然，极大的增强了代码的可读性。

6、反射-reflect

Golang作为强类型的编译型语言，灵活性上自然不如解析型语言。比如像PHP，弱类型，并且可以直接对一个字符串变量的内容进行new操作，而在编译型语言中，这显然不太可能。但是，Golang提供了Any类型(interface{})和强大的类型反射(reflect)能力，二者相结合，开发的灵活性上已经很接近解析型语言。在逻辑的动态调用方面，实现起来仍然非常简单。既然如此，那么像PHP这种解析型语言相比于GO，优势在那里呢？就我个人而言，写了近10年的PHP，实现过开发框架、基础类库以及各种公共组件，虽然执行性能不足，但是开发效率有余；而当遇上Golang，这些优势似乎不那么明显了。

7、高性能HTTP Server

作为出现在互联网时代的服务端语言，面向用户服务的能力必不可少。GO在语言级别自带HTTP/TCP/UDP高性能服务器，基于协程并发，为业务开发提供最直接有效的能力支持。要在GO语言中实现一个高性能的HTTP Server，只需要几行代码即可完成，非常简单。

8、工程管理

在GO语言中，有一套标准的工程管理规范，只要按照这个规范进行项目开发，之后的事情（比如包管理、编译等等）都将变得非常的简单。

在GO项目下，存在两个关键目录，一个是src目录，用于存放所有的.go源码文件；一个是bin目录，用于存在编译后的二进制文件。在src目录下，除了main主包所在的目录外，其它所有的目录名称与直接目录下所对应的包名保持对应，否则编译无法通过。这样，GO编译器就可以从main包所在的目录开始，完全使用目录结构和包名来推导工程结构以及构建顺序，避免像C++一样，引入一个额外的Makefile文件。

在GO的编译过程中，我们唯一要做的就是将GO项目路径赋值给一个叫GOPATH的环境变量，让编译器知道将要编译的GO项目所在的位置。然后进入bin目录下，执行go build {主包所在的目录名}，即可秒级完成工程编译。编译后的二进制文件，可以推到同类OS上直接运行，没有任何环境依赖

9、编程规范

GO语言的编程规范强制集成在语言中，比如明确规定花括号摆放位置，强制要求一行一句，不允许导入没有使用的包，不允许定义没有使用的变量，提供gofmt工具强制格式化代码等等。奇怪的是，这些也引起了很多程序员的不满，有人发表GO语言的XX条罪状，里面就不乏对编程规范的指责。要知道，从工程管理的角度，任何一个开发团队都会对特定语言制定特定的编程规范，特别像Google这样的公司，更是如此。GO的设计者们认为，与其将规范写在文档里，还不如强制集成在语言里，这样更直接，更有利用团队协作和工程管理。