Go語言的 10 個實用技術

　十條有用的 Go 技術

　　這裡是我過去幾年中編寫的大量 Go 程式碼的經驗總結而來的自己的最佳實踐。我相信它們具有彈性的。這裡的彈性是指：

　　某個應用需要適配一個靈活的環境。你不希望每過 3 到 4 個月就不得不將它們全部重構一遍。新增新的特性應當很容易。許多人蔘與開發該應用，它應當可以被理解，且維護簡單。許多人使用該應用，bug 應該容易被發現並且可以快速的修復。我用了很長的時間學到了這些事情。其中的一些很微小，但對於許多事情都會有影響。所有這些都僅僅是建議，具體情況具體對待，並且如果有幫助的話務必告訴我。

　　1. 使用單一的 GOPATH

　　多個 GOPATH 的情況並不具有彈性。GOPATH 本身就是高度自我完備的（通過匯入路徑）。有多個 GOPATH 會導致某些副作用，例如可能使用了給定的庫的不同的版本。你可能在某個地方升級了它，但是其他地方卻沒有升級。而且，我還沒遇到過任何一個需要使用多個 GOPATH 的情況。所以只使用單一的 GOPATH，這會提升你 Go 的開發進度。

　　許多人不同意這一觀點，接下來我會做一些澄清。像 etcd 或 camlistore 這樣的大專案使用了像 godep 這樣的工具，將所有依賴儲存到某個目錄中。也就是說，這些專案自身有一個單一的 GOPATH。它們只能在這個目錄裡找到對應的版本。除非你的專案很大並且極為重要，否則不要為每個專案使用不同的 GOPATH。如果你認為專案需要一個自己的 GOPATH 目錄，那麼就建立它，否則不要嘗試使用多個 GOPATH。它只會拖慢你的進度。

　　2. 將 for-select 封裝到函式中

　　如果在某個條件下，你需要從 for-select 中退出，就需要使用標籤。例如：

func main() {

L:
    for {
        select {
        case <-time.After(time.Second):
            fmt.Println("hello")
        default:
            break L
        }
    }

    fmt.Println("ending")
}

　　如你所見，需要聯合break使用標籤。這有其用途，不過我不喜歡。這個例子中的 for 迴圈看起來很小，但是通常它們會更大，而判斷break的條件也更為冗長。

　　如果需要退出迴圈，我會將 for-select 封裝到函式中：

func main() {
    foo()
    fmt.Println("ending")
}

func foo() {
    for {
        select {
        case <-time.After(time.Second):
            fmt.Println("hello")
        default:
            return
        }
    }
}

　　你還可以返回一個錯誤（或任何其他值），也是同樣漂亮的，只需要：

// 阻塞
if err := foo(); err != nil {
    // 處理 err
}

　　3. 在初始化結構體時使用帶有標籤的語法

　　這是一個無標籤語法的例子：

type T struct {
    Foo string
    Bar int
}

func main() {
    t := T{"example", 123} // 無標籤語法
    fmt.Printf("t %+v\n", t)
}

　那麼如果你新增一個新的欄位到T結構體，程式碼會編譯失敗：

type T struct {
    Foo string
    Bar int
    Qux string
}

func main() {
    t := T{"example", 123} // 無法編譯
    fmt.Printf("t %+v\n", t)
}

　　如果使用了標籤語法，Go 的相容性規則（http://golang.org/doc/go1compat）會處理程式碼。例如在向net包的型別新增叫做Zone的欄位，參見：http://golang.org/doc/go1.1#library。回到我們的例子，使用標籤語法：

type T struct {
    Foo string
    Bar int
    Qux string
}

func main() {
    t := T{Foo: "example", Qux: 123}
    fmt.Printf("t %+v\n", t)
}

　　這個編譯起來沒問題，而且彈性也好。不論你如何新增其他欄位到T結構體。你的程式碼總是能編譯，並且在以後的 Go 的版本也可以保證這一點。只要在程式碼集中執行go vet，就可以發現所有的無標籤的語法。

　　4. 將結構體的初始化拆分到多行

　　如果有兩個以上的欄位，那麼就用多行。它會讓你的程式碼更加容易閱讀，也就是說不要：

T{Foo: "example", Bar:someLongVariable, Qux:anotherLongVariable, B: forgetToAddThisToo}

　　而是：

T{
    Foo: "example",
    Bar: someLongVariable,
    Qux: anotherLongVariable,
    B: forgetToAddThisToo,
}

　　這有許多好處，首先它容易閱讀，其次它使得允許或遮蔽欄位初始化變得容易（只要註釋或刪除它們），最後新增其他欄位也更容易（只要新增一行）。

　　5. 為整數常量新增 String() 方法

　　如果你利用 iota 來使用自定義的整數列舉型別，務必要為其新增 String() 方法。例如，像這樣：

type State int

const (
    Running State = iota 
    Stopped
    Rebooting
    Terminated
)

　　如果你建立了這個型別的一個變數，然後輸出，會得到一個整數（http://play.golang.org/p/V5VVFB05HB）：

func main() {
    state := Running

    // print: "state 0"
    fmt.Println("state ", state)
}

　　除非你回顧常量定義，否則這裡的0看起來毫無意義。只需要為State型別新增String()方法就可以修復這個問題（http://play.golang.org/p/ewMKl6K302）：

func (s State) String() string {
    switch s {
    case Running:
        return "Running"
    case Stopped:
        return "Stopped"
    case Rebooting:
        return "Rebooting"
    case Terminated:
        return "Terminated"
    default:
        return "Unknown"
    }
}

　　新的輸出是：state: Running。顯然現在看起來可讀性好了很多。在你除錯程式的時候，這會帶來更多的便利。同時還可以在實現 MarshalJSON()、UnmarshalJSON() 這類方法的時候使用同樣的手段。

　　6. 讓 iota 從 a +1 開始增量

　　在前面的例子中同時也產生了一個我已經遇到過許多次的 bug。假設你有一個新的結構體，有一個State欄位：

type T struct {
    Name  string
    Port  int
    State State
}

　　現在如果基於 T 建立一個新的變數，然後輸出，你會得到奇怪的結果（http://play.golang.org/p/LPG2RF3y39）：

func main() {
    t := T{Name: "example", Port: 6666}

    // prints: "t {Name:example Port:6666 State:Running}"
    fmt.Printf("t %+v\n", t)
}

　　看到 bug 了嗎？State欄位沒有初始化，Go 預設使用對應型別的零值進行填充。由於State是一個整數，零值也就是0，但在我們的例子中它表示Running。

　　那麼如何知道 State 被初始化了？還是它真得是在Running模式？沒有辦法區分它們，那麼這就會產生未知的、不可預測的 bug。不過，修復這個很容易，只要讓 iota 從 +1 開始（http://play.golang.org/p/VyAq-3OItv）：

const (
    Running State = iota + 1
    Stopped
    Rebooting
    Terminated
)

　　現在t變數將預設輸出Unknown，不是嗎？

func main() {
    t := T{Name: "example", Port: 6666}

    // 輸出： "t {Name:example Port:6666 State:Unknown}"
    fmt.Printf("t %+v\n", t)
}

　　不過讓 iota 從零值開始也是一種解決辦法。例如，你可以引入一個新的狀態叫做Unknown，將其修改為：

const (
    Unknown State = iota 
    Running
    Stopped
    Rebooting
    Terminated
)

　　7. 返回函式呼叫

　　我已經看過很多程式碼例如（http://play.golang.org/p/8Rz1EJwFTZ）：

func bar() (string, error) {
    v, err := foo()
    if err != nil {
        return "", err
    }

    return v, nil
}

　　然而，你只需要：

func bar() (string, error) {
    return foo()
}

　　更簡單也更容易閱讀（當然，除非你要對某些內部的值做一些記錄）。

　　8. 把 slice、map 等定義為自定義型別

　　將 slice 或 map 定義成自定義型別可以讓程式碼維護起來更加容易。假設有一個Server型別和一個返回伺服器列表的函式：

type Server struct {
    Name string
}

func ListServers() []Server {
    return []Server{
        {Name: "Server1"},
        {Name: "Server2"},
        {Name: "Foo1"},
        {Name: "Foo2"},
    }
}

　　現在假設需要獲取某些特定名字的伺服器。需要對 ListServers() 做一些改動，增加篩選條件：

// ListServers 返回伺服器列表。只會返回包含 name 的伺服器。空的 name 將會返回所有伺服器。
func ListServers(name string) []Server {
    servers := []Server{
        {Name: "Server1"},
        {Name: "Server2"},
        {Name: "Foo1"},
        {Name: "Foo2"},
    }

    // 返回所有伺服器
    if name == "" {
        return servers
    }

    // 返回過濾後的結果
    filtered := make([]Server, 0)

    for _, server := range servers {
        if strings.Contains(server.Name, name) {
            filtered = append(filtered, server)
        }
    }

    return filtered
}

　　現在可以用這個來篩選有字串Foo的伺服器：

func main() {
    servers := ListServers("Foo")

    // 輸出：“servers [{Name:Foo1} {Name:Foo2}]”
    fmt.Printf("servers %+v\n", servers)
}

　　顯然這個函式能夠正常工作。不過它的彈性並不好。如果你想對伺服器集合引入其他邏輯的話會如何呢？例如檢查所有伺服器的狀態，為每個伺服器建立一個資料庫記錄，用其他欄位進行篩選等等……

　　現在引入一個叫做Servers的新型別，並且修改原始版本的 ListServers() 返回這個新型別：

type Servers []Server

// ListServers 返回伺服器列表
func ListServers() Servers {
    return []Server{
        {Name: "Server1"},
        {Name: "Server2"},
        {Name: "Foo1"},
        {Name: "Foo2"},
    }
}

　　現在需要做的是隻要為Servers型別新增一個新的Filter()方法：

// Filter 返回包含 name 的伺服器。空的 name 將會返回所有伺服器。
func (s Servers) Filter(name string) Servers {
    filtered := make(Servers, 0)

    for _, server := range s {
        if strings.Contains(server.Name, name) {
            filtered = append(filtered, server)
        }

    }

    return filtered
}

　　現在可以針對字串Foo篩選伺服器：

func main() {
    servers := ListServers()
    servers = servers.Filter("Foo")
    fmt.Printf("servers %+v\n", servers)
}

　　哈！看到你的程式碼是多麼的簡單了嗎？還想對伺服器的狀態進行檢查？或者為每個伺服器新增一條資料庫記錄？沒問題，新增以下新方法即可：

func (s Servers) Check() 
func (s Servers) AddRecord() 
func (s Servers) Len()
...

　　9. withContext 封裝函式

　　有時對於函式會有一些重複勞動，例如鎖/解鎖，初始化一個新的區域性上下文，準備初始化變數等等……這裡有一個例子：

func foo() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()

    // foo 相關的工作
}

func bar() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()

    // bar 相關的工作
}

func qux() {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()

    // qux 相關的工作
}

　　如果你想要修改某個內容，你需要對所有的都進行修改。如果它是一個常見的任務，那麼最好建立一個叫做withContext的函式。這個函式的輸入引數是另一個函式，並用呼叫者提供的上下文來呼叫它：

func withLockContext(fn func()) {
    mu.Lock
    defer mu.Unlock()

    fn()
}

　　只需要將之前的函式用這個進行封裝：

func foo() {
    withLockContext(func() {
        // foo 相關工作
    })
}

func bar() {
    withLockContext(func() {
        // bar 相關工作
    })
}

func qux() {
    withLockContext(func() {
        // qux 相關工作
    })
}

　　不要光想著加鎖的情形。對此來說最好的用例是資料庫連結。現在對 withContext 函式作一些小小的改動：

func withDBContext(fn func(db DB) error) error {
    // 從連線池獲取一個資料庫連線
    dbConn := NewDB()

    return fn(dbConn)
}

　　如你所見，它獲取一個連線，然後傳遞給提供的引數，並且在呼叫函式的時候返回錯誤。你需要做的只是：

func foo() {
    withDBContext(func(db *DB) error {
        // foo 相關工作
    })
}

func bar() {
    withDBContext(func(db *DB) error {
        // bar 相關工作
    })
}

func qux() {
    withDBContext(func(db *DB) error {
        // qux 相關工作
    })
}

　　你在考慮一個不同的場景，例如作一些預初始化？沒問題，只需要將它們加到withDBContext就可以了。這對於測試也同樣有效。

　　這個方法有個缺陷，它增加了縮排並且更難閱讀。再次提示，永遠尋找最簡單的解決方案。

　　10. 為訪問 map 增加 setter，getters

　　如果你重度使用 map 讀寫資料，那麼就為其新增 getter 和 setter 吧。通過 getter 和 setter 你可以將邏輯封分別裝到函式裡。這裡最常見的錯誤就是併發訪問。如果你在某個 goroutein 裡有這樣的程式碼：

m["foo"] = bar

　　還有這個：

delete(m, "foo")

　　會發生什麼？你們中的大多數應當已經非常熟悉這樣的競態了。簡單來說這個競態是由於 map 預設並非執行緒安全。不過你可以用互斥量來保護它們：

mu.Lock()
m["foo"] = "bar"
mu.Unlock()

　　以及：

mu.Lock()
delete(m, "foo")
mu.Unlock()

　　假設你在其他地方也使用這個 map。你必須把互斥量放得到處都是！然而通過 getter 和 setter 函式就可以很容易的避免這個問題：

func Put(key, value string) {
    mu.Lock()
    m[key] = value
    mu.Unlock()
}
func Delete(key string) {
    mu.Lock()
    delete(m, key)
    mu.Unlock()
}

　　使用介面可以對這一過程做進一步的改進。你可以將實現完全隱藏起來。只使用一個簡單的、設計良好的介面，然後讓包的使用者使用它們：

type Storage interface {
    Delete(key string)
    Get(key string) string
    Put(key, value string)
}

　　這只是個例子，不過你應該能體會到。對於底層的實現使用什麼都沒關係。不光是使用介面本身很簡單，而且還解決了暴露內部資料結構帶來的大量的問題。

　　但是得承認，有時只是為了同時對若干個變數加鎖就使用介面會有些過分。理解你的程式，並且在你需要的時候使用這些改進。

　　總結

　　抽象永遠都不是容易的事情。有時，最簡單的就是你已經實現的方法。要知道，不要讓你的程式碼看起來很聰明。Go 天生就是個簡單的語言，在大多數情況下只會有一種方法來作某事。簡單是力量的源泉，也是為什麼在人的層面它表現的如此有彈性。

　　如果必要的話，使用這些基數。例如將[]Server轉化為Servers是另一種抽象，僅在你有一個合理的理由的情況下這麼做。不過有一些技術，如 iota 從 1 開始計數總是有用的。再次提醒，永遠保持簡單。

　　特別感謝 Cihangir Savas、Andrew Gerrand、Ben Johnson 和 Damian Gryski 提供的極具價值的反饋和建議。

　　原文： Fatih Arslan.