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亚马逊首席架构师带你解读:入门 Go 语言必须跨越的五个思维误区
发布时间:2019-07-17
 
亚马逊首席架构师带你解读:入门 Go 语言必须跨越的五个思维误区

本文作者蔡超,现在是 Mobvista 技术副总裁,前亚马逊(中国)首席软件架构师。

在 2018 年的 QCon 北京全球软件开发大会上,我做了题为《讲给 Java / C++ 开发者的 Go 高效编程》的主题演讲,会后跟大家交流,发现许多人对 Go 语言的学习有需求和热情。但大家的普遍问题就是:不知道该如何高效的入门 Go 语言,尤其是有编程基础的开发者,一不小心就会陷入思维的误区。

因此,今天我就来梳理一下 Go 语言入门学习的过程中,你容易产生的五个思维误区,帮你掌握在 Go 语言与其他编程语言的不同之处。

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亚马逊首席架构师带你解读:入门 Go 语言必须跨越的五个思维误区

一、重新思考面向对象程序的设计和实现

首先,你要先理解 Go 语言面向对象编程是具有特殊性的。当然,“Go 是不是支持面向对象“这本身就是一个值得思考的话题,官方文档给出的答案是“Yes and no” 。虽说 Go 语言中是有类型的存在,也允许面向对象的编程风格,但却没有类型层次结构。

Go 语言中没有对类型继承提供支持,而是通过复合来进行扩展,并通过类型嵌入来简化复合的使用。很多人会把类型嵌入看成是 Go 中的继承机制,但是类型嵌入并不支持最基本的继承特性:

  • 子类替换
  • 方法重载(override)

Go 语言中的接口机制与其他语言截然不同,实现接口的类型完全不依赖于接口定义。接口作为方法签名的集合,任何类型的方法集中只要拥有与之对应的全部方法,就表示它实现了该接口。只有深刻理解这些,才能更好发挥 Go 的生产力特性。

不支持继承,特殊的接口类型,这些都会要求我们重新思考设计和编程实现。

二、改变传统 GC(垃圾收集器)语言的思维模式

Go 是一个非常特殊的语言,即追求简单性又追求高效率,Go 既内置支持 GC(垃圾收集器),又支持指针对内存的直接访问。其他支持 GC 的语言,比如在 Java 中,由于希望对开发者可以屏蔽内存管理,所以语言中没有提供指针的直接访问。为了提高数据访问和传递的效率,编程语言根据不同的情况,通过约束采用值传递或引用传递,来减少数据复制。

而 Go 比较简单地统一采用值传递,但提供指针机制,因此用户可以自己来选择数据的传递方式,要引用传递时可以通过传递指针来完成。

所以在编码时,你要考虑充分指针,提高数据访问效率,减少内存复制并编写 GC 友好的代码。

三、重新思考程序的错误处理机制

Go 语言的错误处理机制中既不支持现在主流的异常模式,同时也与传统的 C 程序通过返回值返回错误状态不同,Go 语言支持返回多个值,可以同时返回结果和错误状态。

  • 以下是 Java 语言示例:
try{
...
}catch(XXException e){
// 错误处理
}
  • 以下是 Go 语言示例:
if v, err = callSomeFn(); err!=nil{
// 错误处理
}

Go 的 error 处理方式一直以来都是争论的焦点,很多开发者认为 Go 的错误处理机制似乎回到了 70 年代,使得错误处理代码冗长且重复。而 Go 的设计者则认为 try-catch-finally 的结构导致异常处理与控制流程的耦合,从而使程序结构发生了混乱。

Go 的设计者当初选择返回值这种错误处理机制,而不是 try-catch 这种机制,主要是考虑到前者适用于大型软件,后者更适合小程序。因此,程序变大的时候,try-catch 会让错误处理更加冗长繁琐,也就容易出错。try-catch-finally 会怂恿程序员标注过多普通错误,诸如打开文件失败之类的异常,使得程序更加繁琐。

这就决定了你必须重新思考错误处理的编程模式,因为这样的代码是 Go 语言中非常常见的。

四、思考和学习使用 CSP 并发模型

与主流语言通过共享内存来进行并发控制方式不同,Go 语言采用了 CSP 模式。这是一种用于描述两个独立的并发实体通过共享的通讯 Channel(管道)进行通信的并发模型。很多使用过 Erlang 等基于 Actor 模式的程序员,会误认为 Go 和这些语言的模式是一样的。

而实际上,Go 的 CSP 模式与常见的 Actor 模式(如:Erlang 语言就采用了 Actor 模式)也有不少差异,例如:

  • 和 Actor 的直接通讯不同,CSP 模式则是通过 Channel 进行通讯的,更松耦合一些;
  • Go 中 channel 是有容量限制并且独立于处理 Groutine,而如 Erlang,Actor 模式中的 mailbox 容量是无限的,接收进程也总是被动地处理消息。


亚马逊首席架构师带你解读:入门 Go 语言必须跨越的五个思维误区

Actor 模式和 CSP 模式区别图

所以,要用好 Go 语言,一定要思考和学习使用 CSP 来高效的实现我们常见并发任务。

五、理解 Goroutine 的调度机制

Goroutine 是 Go 语言的招牌特性之一,较之线程是非常轻量级的。但是,如果你不了解其中的机制,仅仅按照线程的套路来使用,就发挥不出来 Goroutine 的优势,甚至还会导致很多性能问题。

Goroutine 有着和 Java 线程完全不同的调度机制,Java 线程模型中线程和 KSE(Kernel space Entity)是 1:1 的关系,一个用户线程对应一个 KSE。而 Groutine 和 KSE 是多对多的对应关系。虽然,Groutine 的调度机制不如,由内核直接调度的线程机制效率那么高,但是由于 Groutine 间的切换可以不涉及内核级切换,所以代价小很多。