Go语言初上手（三）编码规范与性能优化 | 青训营

本节课讲了如何写出更简洁清晰的代码，每种语言都有自己的特性，也有自己独特的代码规范，对于 Go 来说，有哪些性能优化的手段、趁手的工具，也都进行了介绍。

高质量代码需要具备正确可靠、简洁清晰的特性

• 正确性：各种边界条件是否考虑完备、错误的调用能否被处理
• 可靠性：异常情况或错误处理明确，依赖的服务异常能够及时处理
• 简洁：逻辑是否简单、后续新增功能是否能够快速支持
• 清晰可读：其他人阅读理解代码时是否能清楚明白、重构时是否不会担心出现无法预料的情况
  而这就需要编码规范。

编码规范

格式化工具

提到编码规范就不得不提到代码格式化工具，推荐使用Go官方提供的格式化工具 gofmt，Goland中内置了其功能，常见的IDE也都能方便的配置

• 另一个工具是 goimports，相当于 gofmt 加上依赖包的管理，自动增删依赖的包。
  

js中也有类似的格式化工具 Prettier，可以配合ESLint进行代码格式化。

注释规范

好的注释需要

• 解释代码作用

• 解释复杂、不明显的逻辑

• 解释代码实现的原因（这些因素脱离上下文后很难理解）

• 解释代码什么情况会出错（解释一些限制条件）

• 解释公共符号的注释（包中声明的每个公共的符号:变量、常量、函数以及结构等）

  • 例外：不需要注释实现接口的方法

Google Style 指南中有两条规则：

• 任何既不明显也不简短的 公共功能 必须予以注释。
• 无论长度或复杂程度如何，对 库 中的任何函数都必须进行注释

而需要避免的情况如下:

• 对可见名知义的函数进行啰嗦的注释
• 对显而易见的流程进行直接翻译

总而言之，代码是最好的注释

• 注释应该提供 代码未表达出的上下文信息
• 简洁清晰的代码对流程注释没有要求，但是对于为什么这么做，代码的相关背景等可以通过注释补充，提供有效信息。

命名规范

变量名

• 简洁胜于冗长

  • i 和 index 的作用范围，不需要 index 的额外冗长

// Bad
for index := 0; index < len(s) ; index++ {
    // do something
}
// Good
for i := 0; i < len(s); i++ {
    // do something
}

• 缩略词全大写，但当其 位于变量开头且不需要导出 时，使用全小写

  • 如使用 ServeHTTP 而不是 ServeHttp
  • 使用 XMLHTTPRequest 或 xmlHTTPRequest

• 变量名距离其被使用的地方越远，则越需要携带越多的上下文信息。

  • 如全局变量，在其名字中需要更多的上下文信息，使得在不同地方可以轻易辨认出其含义

// Bad
func ( c *Client ) send( req *Request, t time.Time )

// Good
func ( c *Client ) send( req *Request, deadline time.Time )

函数命名

• 函数名 不携带包名的上下文信息，因为包名和函数名总是成对出现的

  • 如http包中创建服务的函数， Serve > ServeHTTP，因为调用时总是http.Serve

• 函数名 尽量简短

• 当名为 foo 的包某个函数返回类型 T 时(T并不是 Foo )，可以在函数名中加入返回的类型信息

  • 返回Foo类型时，可以省略而不导致歧义

包名

• 只由小写字母组成。不包含大写字母和下划线等字符
• 简短并包含一定的上下文信息。例如schema、 task等
• 不要与标准库同名。例如不要使用 sync 或者 strings 以下规则尽量满足，以标准库包名为例：
• 不使用常用变量名作为包名。例如使用 bufio 而不是 buf
• 使用单数而不是复数。例如使用 encoding 而不是 `encodings``
• 谨慎地使用缩写。例如使用 fmt 在不破坏上下文的情况下比 format 更加简短

总的来说，好的命名降低阅读理解代码的成本，可以能让人把关注点留在主流程上，清晰地理解程序的功能，而不是频繁切换到分支细节，并且必须解释它。

控制流程

• 避免嵌套，保持正常流程清晰可读

  • 优先处理错误情况/特殊情况，尽早返回或继续循环来减少嵌套

 // Bad
 if foo {
    return x
 } else {
    return nil
 }
 ​
 // Good
 if foo {
    return x
 }
 return nil

• 尽量保持正常代码路径为最小缩进，减少嵌套

 // Bad
 func OneFunc() error {
    err := doSomething()
    if err == nil {
       err := doAnotherThing()
       if err == nil {
          return nil // normal case
       }
       return err
    }
    return err
 }
 ​
 // Good
 func OneFunc() error {
    if err := doSomething(); err != nil {
       return err
    }
    if err := doSomething(); err != nil {
       return err
    }
    return nil // normal case
 }

总而言之，程序中流程这一块处理逻辑尽量走直线，避免复杂的嵌套分支，使正常流程代码沿着屏幕向下移动。提升代码可维护性和可读性，因为故障问题大多出现在复杂的条件语句和循环语句中

错误处理

• 简单错误

  • 简单的错误指 仅出现一次 的错误，且在其他地方 不需要捕获 该错误
  • 优先使用 errors.New 来创建匿名变量来直接表示简单错误
  • 如果有格式化的需求，使用 fmt.Errorf

 func defaultCheckRedirect(req *Request, via []*Request) error {
    if len(via) >= 10 {
       return errors.New("stopped after 10 redirects")
    }
    return nil
 }

• 复杂错误：使用错误的 Wrap 和 Unwrap

  • 错误的 Wrap 实际上是提供了一个 error 嵌套另一个 error 的能力，从而生成一个 error 的跟踪链
  • 在 fmt.Errorf 中使用 %w 关键字来将一个错误关联至错误链中
  • 使用 errors.Is 判定错误是否为某特定错误，可判定错误链上的所有错误（go/wrap_test.go · golang/go）
  • 使用 errors.As 在错误链上获取特定种类的错误，并将错误赋值给定义好的变量。（go/wrap_test.go · golang/go）

在Go中，比错误更严重的就是 panic，它的出现表示程序无法正常工作了

• 不建议在业务代码中使用panic

  • panic 发生后，会向上传播至调用栈顶
  • 调用函数全都不包含 recover 会造成整个程序崩溃。
  • 若问题可以被屏蔽或解决，建议使用 error 代替 panic

• 当程序启动阶段发生不可逆转的错误时，可以在 init 或 main 函数中使用 panic（sarama/main.go · Shopify/sarama）

有painc，自然就会提到 recover，如果是引入其它库的bug导致panic，影响到自身的逻辑时，就需要recover

• recover 只能在被 defer的函数中使用，嵌套无法生效，只在当前goroutine 生效（github.com/golang/go/b…）
• defer的语句是后进先出的。
• 如果需要更多的上下文信息，可以 recover 后在 log 中记录当前的调用栈（github.com/golang/webs…）

小结

• error 要尽可能提供简明的上下文信息链，方便定位问题
• panic 用于真正异常的情况
• recover 生效范围，在当前 goroutine 的被 defer 的函数中生效

性能优化建议

• 前提：满足正确可靠、简洁清晰等质量因素的前提下，尽可能提高程序的效率
• 折衷：有时候时间效率和空间效率可能对立，需要分析重要程度进行适当折衷。

针对 Go 语言特性，课上介绍了很多 Go 相关的性能优化建议：

预分配内存

使用make() 初始化切片时尽可能提供容量信息

 func PreAlloc(size int) {
    data := make([]int, 0, size)
    for k := 0; k < size; k++ {
       data = append(data, k)
    }
 }

这是由于切片本质是一个数组片段的描述，包括数组指针、片段的长度、片段的容量(不改变内存分配情况下的最大长度)，

• 切片操作并不复制切片指向的元素
• 创建一个新的切片会复用原来切片的底层数组 所以预先设置容量的值能够避免额外的内存分配，获得更好的性能

字符串处理优化

使用 strings.Builder 常见的字符串拼接方式

• + 进行连接 （最慢）

• strings.Builder （最快）

• bytes.Buffer 原理：字符串在 Go 语言中是不可变类型，占用内存大小是固定的

• 使用 + 拼接时，生成一个新的字符串，开辟一段新空间，新空间的大小是原来两个字符串的大小之和

• strings.Builder，bytes.Buffer 的内存是以倍数申请的

• strings.Builder 和 bytes.Buffer 底层都是 []byte 数组

  • bytes.Buffer 转化为字符串时重新申请了一块空间存放生成的字符串变量
  • strings.Builder 直接将底层的 []byte 转换成了字符串类型返回

 func PreStrBuilder(n int, str string) string {
    var builder strings.Builder
    builder.Grow(n * len(str))
    for i := 0; i < n; i++ {
       builder.WriteString(str)
    }
    return builder.String()
 }

空结构体

• 空结构体 struct 实例不占据任何的内存空间

• 可作为各种场景下的占位符使用

  • 节省内存空间
  • 空结构体本身具备很强的语义，即这里不需要任何值，仅作为占位符

• 如实现Set时，利用map的键，而将值设为空结构体。(golang-set/threadunsafe…)

相关链接

• 《golang pprof 实战》代码实验用例： github.com/wolfogre/go…
• 尝试使用 test 命令，编写并运行简单测试 go.dev/doc/tutoria…
• 尝试使用 -bench 参数，对编写的函数进行性能测试，pkg.go.dev/testing#hdr…
• Go 代码 Review 建议 github.com/golang/go/w…
• Uber 的 Go 编码规范，github.com/uber-go/gui…

总结及心得

本节课介绍了Go乃至其他语言中常见的代码规范，提出了Go语言中相关的性能优化建议。后续还进行了性能优化的实战练习，使用pprof工具进行。

笔记内容来源于第三届青训营张雷老师的课程《高质量编程与性能调优实战》
课程资料：【Go 语言原理与实践学习资料（上）】第三届字节跳动青训营-后端专场