00-为什么你应该学Golang

1.为什么需要一个新的语言

最近十年来，C/C++在计算领域没有很好得到发展，并没有新的系统编程语言出现。

对开发程度和系统效率在很多情况下不能兼得。

要么执行效率高，但低效的开发和编译，如C++；

要么执行低效，但拥有有效的编译，如.NET、Java；

所以需要一种拥有较高效的执行速度、编译速度和开发速度的编程语言，Go就横空出世了。

传统的语言比如c++，大家花费太多时间来学习如何使用这门语言，而不是如何更好的表达写作者的思想，同时编译花费的时间实在太长，对于编写-编译-运行这个链条来说周期太长。

动态语言如Python，由于没有强类型的约束，很多问题需要在运行时发现，这种低级错误更应该交给编译器来发现。

人力成本越来越高
机器越来越便宜
机器的性能越来越厉害
在开发效率和运行速度上达到平衡

go出现之前，无论汇编语言、还是动态脚本语言，在执行效率和开发效率上都不能兼备。

执行效率 execution speed： C/C++ > Java > PHP 开发效率 developing efficiency： PHP > Java > C/C++

2. 创始人

Go的三个作者分别是： Rob Pike（罗伯.派克），Ken Thompson（肯.汤普森）和Robert Griesemer（罗伯特.格利茨默）。

Rob Pike：曾是贝尔实验室（Bell Labs）的Unix团队，和Plan 9操作系统计划的成员。他与Thompson共事多年，并共创出广泛使用的UTF-8 字元编码。
Ken Thompson：主要是B语言、C语言的作者、Unix之父。1983年图灵奖（Turing Award）和1998年美国国家技术奖（National Medal of Technology）得主。他与Dennis Ritchie是Unix的原创者。Thompson也发明了后来衍生出C语言的B程序语言。
Robert Griesemer：在开发Go之前是Google V8、Chubby和HotSpot JVM的主要贡献者。
此外还有Plan 9开发者Russ Cox、和曾改善目前广泛使用之开原码编译器GCC的Ian Taylor。

3.Go的迅速发展历史

除了大名鼎鼎的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，七牛云存储等等均使用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语言是谷歌2009年发布的第二款开源编程语言（系统开发语言)，它是基于编译、垃圾收集和并发的编程语言。

Go语言专门针对多处理器系统应用程序的编程进行了优化，使用Go编译的程序可以媲美 C / C++代码的速度，而且更加安全、支持并行进程。

作为出现在21世纪的语言，其近C的执行性能和近解析型语言的开发效率，以及近乎于完美的编译速度，已经风靡全球。特别是在云项目中，大部分都使用了Golang来开发。不得不说，Golang早已深入人心。而对于一个没有历史负担的新项目，Golang或许就是个不二的选择。

很多人将Go语言称为21世纪的C语言，因为Go不仅拥有C的简洁和性能。而且还很好的提供了21世纪互联网环境下服务端开发的各种实用特性。被称为Go语言之父的罗勃·派克(Rob Pike)就曾说过，你是否同意Go语言，取决于你是认可少就是多，还是少就是少(Less is more or less is less)。

Go语言的整个设计哲学就是：将简单、实用体现得淋漓尽致。

如今 Go 已经是云计算编程语言，GO语言背靠Google这棵大树，又不乏牛人坐镇，是名副其实的“牛二代”。

想象一下：一个只有十几年发展经历的编程语言，已经成为了如此巨大而且正在不断发展的行业的主导者，这种成功是每个人都无法想象的。

4.Go核心特性

Go语言，作为编程语言的后生，站在巨人的肩膀上，吸收了其他一些编程语言的特点。

Go 编程语言是一个开源项目，它使程序员更具生产力。

Go 语言具有很强的表达能力，它简洁、清晰而高效。

得益于其并发机制，用它编写的程序能够非常有效地利用多核与联网的计算机，其新颖的类型系统则使程序结构变得灵活而模块化。

Go 代码编译成机器码不仅非常迅速，还具有方便的垃圾收集机制和强大的运行时反射机制。

它是一个快速的、静态类型的编译型语言，感觉却像动态类型的解释型语言。(摘取自官网)

Less can be more
大道至简,小而蕴真
让事情变得复杂很容易，让事情变得简单才难
深刻的工程文化

核心特性

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，体验Go的核心特性。

并发编程

Go语言在并发编程方面比绝大多数语言要简洁不少，这一点是其最大亮点之一，也是其在未来进入高并发高性能场景的重要筹码。

不同于传统的多进程或多线程，golang的并发执行单元是一种称为goroutine的协程。

由于在共享数据场景中会用到锁，再加上GC，其并发性能有时不如异步复用IO模型。

因此相对于大多数语言来说，golang的并发编程简单，比并发性能更具卖点。

在当今这个多核时代，并发编程的意义不言而喻。

当然，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。

协程经常被理解为轻量级线程，一个线程可以包含多个协程，共享堆不共享栈。协程间一般由应用程序显式实现调度，上下文切换无需下到内核层，高效不少。

协程间一般不做同步通讯，而golang中实现协程间通讯有两种：

1）共享内存型，即使用全局变量+mutex锁来实现数据共享；

2）消息传递型，即使用一种独有的channel机制进行异步通讯。

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。

高并发是Golang语言最大的亮点

内存回收(GC)

从C到C++，从程序性能的角度来考虑，这两种语言允许程序员自己管理内存，包括内存的申请和释放等。

因为没有垃圾回收机制所以C/C++运行起来速度很快，但是随着而来的是程序员对内存使用上的很谨小慎微的考虑。因为哪怕一点不小心就可能会导致“内存泄露”使得资源浪费或者“野指针”使得程序崩溃等，尽管C++11后来使用了智能指针的概念，但是程序员仍然需要很小心的使用。

后来为了提高程序开发的速度以及程序的健壮性，java和C#等高级语言引入了GC机制，即程序员不需要再考虑内存的回收等，而是由语言特性提供垃圾回收器来回收内存。

但是随之而来的可能是程序运行效率的降低。

GC过程是：先stop the world，扫描所有对象判活，把可回收对象在一段bitmap区中标记下来，接着立即start the world，恢复服务，同时起一个专门gorountine回收内存到空闲list中以备复用，不物理释放。

物理释放由专门线程定期来执行。

GC瓶颈在于每次都要扫描所有对象来判活，待收集的对象数目越多，速度越慢。一个经验值是扫描10w个对象需要花费1ms，所以尽量使用对象少的方案，比如我们同时考虑链表、map、slice、数组来进行存储，链表和map每个元素都是一个对象，而slice或数组是一个对象，因此slice或数组有利于GC。

GC性能可能随着版本不断更新会不断优化，这块没仔细调研，团队中有HotSpot开发者，应该会借鉴jvm gc的设计思想，比如分代回收、safepoint等。

内存自动回收，再也不需要开发人员管理内存
开发人员专注业务实现，降低了心智负担
只需要new分配内存，不需要释放

内存分配

初始化阶段直接分配一块大内存区域，大内存被切分成各个大小等级的块，放入不同的空闲list中，对象分配空间时从空闲list中取出大小合适的内存块。

内存回收时，会把不用的内存重放回空闲list。空闲内存会按照一定策略合并，以减少碎片。

编译

编译涉及到两个问题：编译速度和依赖管理

目前Golang具有两种编译器，一种是建立在GCC基础上的Gccgo，另外一种是分别针对64位x64和32位x86计算机的一套编译器(6g和8g)。

依赖管理方面，由于golang绝大多数第三方开源库都在github上，在代码的import中加上对应的github路径就可以使用了。

目前最新1.19使用的是go module

网络编程

由于golang诞生在互联网时代，因此它天生具备了去中心化、分布式等特性，具体表现之一就是提供了丰富便捷的网络编程接口。

比如socket用net.Dial(基于tcp/udp，封装了传统的connect、listen、accept等接口)

http用http.Get/Post()

rpc用client.Call('class_name.method_name', args, &reply)，等等。

函数多返回值

在C，C++中，包括其他的一些高级语言是不支持多个函数返回值的。但是这项功能又确实是需要的，所以在C语言中一般通过将返回值定义成一个结构体，或者通过函数的参数引用的形式进行返回。

而在Go语言中，作为一种新型的语言，目标定位为强大的语言当然不能放弃对这一需求的满足，所以支持函数多返回值是必须的。

函数定义时可以在入参后面再加(a,b,c)，表示将有3个返回值a、b、c。这个特性在很多语言都有，比如python。

这个语法糖特性是有现实意义的，比如我们经常会要求接口返回一个三元组（errno,errmsg,data），在大多数只允许一个返回值的语言中，我们只能将三元组放入一个map或数组中返回，接收方还要写代码来检查返回值中包含了三元组，如果允许多返回值，则直接在函数定义层面上就做了强制，使代码更简洁安全。

语言交互性

语言交互性指的是本语言是否能和其他语言交互，比如可以调用其他语言编译的库。

在Go语言中直接重用了大部份的C模块，这里称为Cgo。Cgo允许开发者混合编写C语言代码，然后Cgo工具可以将这些混合的C代码提取并生成对于C功能的调用包装代码。

开发者基本上可以完全忽略这个Go语言和C语言的边界是如何跨越的。

golang可以和C程序交互，但不能和C++交互。

可以有两种替代方案：1）先将c++编译成动态库，再由go调用一段c代码，c代码通过dlfcn库动态调用动态库（记得export LD_LIBRARY_PATH）；2）使用swig(没玩过)

异常处理

golang不支持try...catch这样的结构化的异常解决方式，因为觉得会增加代码量，且会被滥用，不管多小的异常都抛出。

golang提倡的异常处理方式是：

普通异常：被调用方返回error对象，调用方判断error对象。
严重异常：指的是中断性panic（比如除0），使用defer...recover...panic机制来捕获处理。
严重异常一般由golang内部自动抛出，不需要用户主动抛出，避免传统try...catch写得到处都是的情况。
当然，用户也可以使用panic('xxxx')主动抛出，只是这样就使这一套机制退化成结构化异常机制了。

5.Go对比其他语言

Go语言设计初衷

1、设计Go语言是为了解决当时Google开发遇到的问题：

大量的C++代码，同时又引入了Java和Python
成千上万的工程师
数以万计行的代码
分布式的编译系统
数百万的服务器

2、Google开发中的痛点：

编译慢
失控的依赖
每个工程师只是用了一个语言里面的一部分
程序难以维护（可读性差、文档不清晰等）
更新的花费越来越长
交叉编译困难

3、如何解决当前的问题和痛点？

Go希望成为互联网时代的C语言。多数系统级语言（包括Java和C#）的根本编程哲学来源于C++，将C++的面向对象进一步发扬光大。
- 但是Go语言的设计者却有不同的看法，他们认为值得学习的是C语言。C语言经久不衰的根源是它足够简单。因此，Go语言也是足够简单。
所以，他们当时设计Go的目标是为了消除各种缓慢和笨重、改进各种低效和扩展性。
- Go是由那些开发大型系统的人设计的，同时也是为了这些人服务的；它是为了解决工程上的问题，不是为了研究语言设计；它还是为了让我们的编程变得更舒适和方便。
但是结合Google当时内部的一些现实情况，如很多工程师都是C系的，所以新设计的语言一定要易学习，最好是类似C的语言；
20年没有出新的语言了，所以新设计的语言必须是现代化的（例如内置GC）等情况。最后根据实战经验，他们向着目标设计了Go这个语言。

4、Go语言的特色：

没有继承多态的面向对象
强一致类型
interface不需要显式声明(Duck Typing)
没有异常处理(Error is value)
基于首字母的可访问特性
不用的import或者变量引起编译错误
完整而卓越的标准库包
Go内置runtime（作用是性能监控、垃圾回收等）

Go语言的优势

学习曲线容易

Go语言语法简单，包含了类C语法。因为Go语言容易学习，所以一个普通的大学生花几个星期就能写出来可以上手的、高性能的应用。

在国内大家都追求快，这也是为什么国内Go流行的原因之一。

Go 语言的语法特性简直是太简单了，简单到你几乎玩不出什么花招，直来直去的，学习曲线很低，上手非常快。

效率

快速的编译时间，开发效率和运行效率高

开发过程中相较于 Java 和 C++呆滞的编译速度，Go 的快速编译时间是一个主要的效率优势。

Go拥有接近C的运行效率和接近PHP的开发效率。

C 语言的理念是信任程序员，保持语言的小巧，不屏蔽底层且底层友好，关注语言的执行效率和性能。

而 Python 的姿态是用尽量少的代码完成尽量多的事。

于是我能够感觉到，Go 语言想要把 C 和 Python 统一起来，这是多棒的一件事啊。

出自于谷歌

之所以说Go出身名门，从Go语言的创造者就可见端倪，Go语言绝对血统纯正。

其次Go语言出自Google公司，Google在业界的知名度和实力自然不用多说。Google公司聚集了一批牛人，在各种编程语言称雄争霸的局面下推出新的编程语言，自然有它的战略考虑。

而且从Go语言的发展态势来看，Google对它这个新的宠儿还是很看重的，Go自然有一个良好的发展前途。

接口

组合的思想、无侵入式的接口

Go语言可以说是开发效率和运行效率二者的完美融合，天生的并发编程支持。

Go语言支持当前所有的编程范式，包括过程式编程、面向对象编程、面向接口编程、函数式编程。

程序员们可以各取所需、自由组合、想怎么玩就怎么玩。

强大的标准库

这包括互联网应用、系统编程和网络编程。Go里面的标准库基本上已经是非常稳定了，特别是我这里提到的三个，网络层、系统层的库非常实用。

Go 语言的 lib 库麻雀虽小五脏俱全。Go 语言的 lib 库中基本上有绝大多数常用的库，虽然有些库还不是很好，但我觉得不是问题，因为我相信在未来的发展中会把这些问题解决掉。

部署方便：

二进制文件，Copy部署。这一点是很多人选择Go的最大理由，因为部署太方便了，所以现在也有很多人用Go开发运维程序。

简单的并发

并行和异步编程几乎无痛点。Go 语言的 Goroutine 和 Channel 这两个神器简直就是并发和异步编程的巨大福音。

像 C、C++、Java、Python 和 JavaScript 这些语言的并发和异步方式太控制就比较复杂了，而且容易出错，而 Go 解决这个问题非常地优雅和流畅。

这对于编程多年受尽并发和异步折磨的编程者来说，完全就是让人眼前一亮的感觉。Go 是一种非常高效的语言，高度支持并发性。Go是为大数据、微服务、并发而生的一种编程语言。

Go 作为一门语言致力于使事情简单化。
- 它并未引入很多新概念，而是聚焦于打造一门简单的语言，它使用起来异常快速并且简单。其唯一的创新之处是 goroutines 和通道。
- Goroutines 是 Go 面向线程的轻量级方法，而通道是 goroutines 之间通信的优先方式。
创建 Goroutines 的成本很低，只需几千个字节的额外内存，正由于此，才使得同时运行数百个甚至数千个 goroutines 成为可能。
- 可以借助通道实现 goroutines 之间的通信。Goroutines 以及基于通道的并发性方法使其非常容易使用所有可用的 CPU 内核，并处理并发的 IO。
- 相较于 Python/Java，在一个 goroutine 上运行一个函数需要最小的代码。

稳定性

Go拥有强大的编译检查、严格的编码规范和完整的软件生命周期工具，具有很强的稳定性，稳定压倒一切。

那么为什么Go相比于其他程序会更稳定呢？这是因为Go提供了软件生命周期（开发、测试、部署、维护等等）的各个环节的工具，如go tool、gofmt、go test。

对比其他语言

Go的很多语言特性借鉴与它的三个祖先：C，Pascal和CSP。

Go的语法、数据类型、控制流等继承于C。

Go的包、面对对象等思想来源于Pascal分支，而Go最大的语言特色，基于管道通信的协程并发模型，则借鉴于CSP分支。

Java

编译语言，速度适中，目前的大型网站都是拿java写的，比如淘宝、京东等。主要特点是稳定，开源性好，具有自己的一套编写规范，开发效率适中，目前最主流的语言。

作为编程语言中的大腕。具有最大的知名度和用户群。

无论风起云涌，我自巍然不动。他强任他强，清风拂山岗；他横由他横，明月照大江。

C/C++

现存编程语言中的老祖，其他语言皆由此而生。执行速度最快无人能及。但是写起来最为复杂，开发难度大。

Javascript

编程语言中特立独行的傲娇美女。前端处理能力是其它语言无法比拟。发展中的js后端处理能力也是卓越不凡。前后端通吃，舍我其谁？

Python

脚本语言，速度最慢，代码简洁、学习进度短，开发速度快。

豆瓣就是拿python写的。Python著名的服务器框架有django，flask。

但是python在大型项目上不太稳定，因此有些用python的企业后来迁移到了java上。

Go

编程界的小鲜肉。高并发能力无人能及。即具有像Python一样的简洁代码、开发速度，又具有C语言一样的执行效率，优势突出。

最后

因为Go的语法和Erlang、Python类似，所以我们将这三门语言做个详细的对比。

相比于Python的40个特性，Go只有31个，可以说Go在语言设计上是相当克制的。比如，它没有隐式的数值转换，没有构造函数和析构函数，没有运算符重载，没有默认参数，也没有继承，没有泛型，没有异常，没有宏，没有函数修饰，更没有线程局部存储。

但是Go的特点也很鲜明，比如，它拥有协程、自动垃圾回收、包管理系统、一等公民的函数、栈空间管理等。

Go作为静态类型语言，保证了Go在运行效率、内存用量、类型安全都要强于Python和Erlang。

Go的数据类型也更加丰富，除了支持表、字典等复杂的数据结构，还支持指针和接口类型，这是Python和Erlang所没有的。特别是接口类型特别强大，它提供了管理类型系统的手段。而指针类型提供了管理内存的手段，这让Go进入底层软件开发提供了强有力的支持。

Go在面对对象的特性支持上做了很多反思和取舍，它没有类、虚函数、继承、泛型等特性。Go语言中面向对象编程的核心是组合和方法(function)。组合很类似于C语言的struct结构体的组合方式，方法类似于Java的接口(Interface)，但是使用方法上与对象更加解耦，减少了对对象内部的侵入。Erlang则不支持面对对象编程范式，相比而言，Python对面对对象范式的支持最为全面。

在函数式编程的特性支持上，Erlang作为函数式语言，支持最为全面。但是基本的函数式语言特性，如lambda、高阶函数、curry等，三种语言都支持。

控制流的特性支持上，三种语言都差不多。Erlang支持尾递归优化，这给它在函数式编程上带来便利。而Go在通过动态扩展协程栈的方式来支持深度递归调用。Python则在深度递归调用上经常被爆栈。

Go和Erlang的并发模型都来源于CSP，但是Erlang是基于actor和消息传递（mailbox）的并发实现，Go是基于goroutine和管道（channel）的并发实现。不管Erlang的actor还是Go的goroutine，都满足协程的特点：由编程语言实现和调度，切换在用户态完成，创建销毁开销很小。至于Python，其多线程的切换和调度是基于操作系统实现，而且因为GIL的大坑级存在，无法真正做到并行。

而且从笔者的并发编程体验上看，Erlang的函数式编程语法风格和其OTP behavior框架提供的晦涩的回调（callback）使用方法，对大部分的程序员，如C/C++和Java出身的程序员来说，有一定的入门门槛和挑战。而被称为“互联网时代的C”的Go，其类C的语法和控制流，以及面对对象的编程范式，编程体验则好很多。

6.你学Go能做什么

选择Go语言的原因可能会有很多，关于Go语言的特性、优势等，我们在之前的文档中也已经介绍了很多了。

但是最主要的原因，应该是基于以下两方面的考虑：

执行性能

缩短API的响应时长，解决批量请求访问超时的问题。

在Uwork的业务场景下，一次API批量请求，往往会涉及对另外接口服务的多次调用，而在之前的PHP实现模式下，要做到并行调用是非常困难的，串行处理却不能从根本上提高处理性能。

而GO语言不一样，通过协程可以方便的实现API的并行处理，达到处理效率的最大化。

依赖Golang的高性能HTTP Server，提升系统吞吐能力，由PHP的数百级别提升到数千里甚至过万级别。

开发效率

GO语言使用起来简单、代码描述效率高、编码规范统一、上手快。

通过少量的代码，即可实现框架的标准化，并以统一的规范快速构建API业务逻辑。

能快速的构建各种通用组件和公共类库，进一步提升开发效率，实现特定场景下的功能量产。

Go语言能做什么

Go 语言从发布 1.0 版本以来备受众多开发者关注并得到广泛使用，Go 语言的简单、高效、并发特性吸引了众多传统语言开发者的加入，而且人数越来越多。

鉴于Go语言的特点和设计的初衷，Go语言作为服务器编程语言，很适合处理日志、数据打包、虚拟机处理、文件系统、分布式系统、数据库代理等；

网络编程方面，Go语言广泛应用于Web 应用、API应用、下载应用等；

除此之外，Go语言还适用于内存数据库和云平台领域，目前国外很多云平台都是采用Go开发。

服务器编程，以前你如果使用C或者C++做的那些事情，用Go来做很合适，例如处理日志、数据打包、虚拟机处理、文件系统等。
分布式系统、数据库代理器、中间件等，例如Etcd。
网络编程，这一块目前应用最广，包括Web应用、API应用、下载应用，而且Go内置的net/http包基本上把我们平常用到的网络功能都实现了。
数据库操作
开发云平台，目前国外很多云平台在采用Go开发

国内外有哪些企业或项目使用Go语言

Go发布之后，很多公司特别是云计算公司开始用Go重构他们的基础架构，很多都是直接采用Go进行了开发，最近热火朝天的Docker就是采用Go开发的。

使用 Go 语言开发的开源项目非常多。早期的 Go 语言开源项目只是通过 Go 语言与传统项目进行C语言库绑定实现，例如 Qt、Sqlite 等；

后期的很多项目都使用 Go 语言进行重新原生实现，这个过程相对于其他语言要简单一些，这也促成了大量使用 Go 语言原生开发项目的出现。

云计算基础设施领域

代表项目：docker、kubernetes、etcd、consul、cloudflare CDN、七牛云存储等。
基础软件

代表项目：tidb、influxdb、cockroachdb等。
微服务

代表项目：go-kit、micro、monzo bank的typhon、bilibili等。
互联网基础设施

代表项目：以太坊、hyperledger等。

采用Go的一些国外公司，如Google、Docker、Apple、Cloud Foundry、CloudFlare、Couchbase、CoreOS、Dropbox、MongoDB、AWS等公司；

采用Go开发的国内企业：如阿里云CDN、百度、小米、七牛、PingCAP、华为、金山软件、猎豹移动、饿了么等公司。