golang1.16新特性速覽

apocelipes發表於2021-02-17

今天是假期最後一天,明天起大家也要陸續復工了。golang1.16也在今天正式釋出了。

原定計劃是2月1號年前釋出的,不過遲到也是golang的老傳統了,正好也趁著最後的假期快速預覽一下golang1.16的新特性吧。

本文索引

語言內建的資源嵌入支援

之前市面上已經有很多把今天檔案嵌入golang二進位制程式的工具了,這次golang官方將這一功能加入了embed標準庫,從語言層面上提供了支援。

我之前以及寫了embed的使用教程,可以看這裡

這兒還有一篇官方推薦的教程

支援arm64

m1晶片可謂是最近的焦點,golang自然也不會落下。

在golang1.16中官方已經支援darwin/arm64平臺,cgo和編譯成c語言可呼叫的動態/靜態連結庫的功能也已支援。同樣受益的還有bsd家族的arm64版本。

現在可以在新版mac上嘗試golang了。

不過plugin模式的支援仍在進行中,想要完整支援arm64還需要一段時間。

go modules的新特性

本次更新依舊帶來了許多modules的新特性。

GO111MODULE現在預設為on

1.16開始預設啟用modules,這在1.15的時候已經預告過了。現在GO111MODULE的預設值為on。

不過golang還是提供了一個版本的適應期,如果你還不習慣modules,可以把GO111MODULE設定回auto。在1.17中這個環境變數將會被刪除。

都1202年了,也該學學go modules怎麼用了。

go build不再更改mod相關檔案

以前的教程裡我提到過go build會自動下載依賴,這會更新mod檔案。

現在這一行為被禁止了。想要安裝、更新依賴只能使用go get命令,go build和go test將不會再做這類工作。

go install的變化

go install在1.16中也有了不小的變化。

首先是通過go install my.module/tool@1.0.0 這樣在module末尾加上版本號,可以在不影響當前mod的依賴的情況下安裝golang程式。

go install是未來唯一可以安裝golang程式的命令,go get的編譯安裝功能現在可以靠-d選項關閉,而未來編譯安裝功能會從go get移除。

也就是說go的命令各司其職,不再長臂管轄了。

新的GOVCS環境變數

新的GOVCS環境變數指定了golang用什麼版本控制工具下載原始碼。

其格式為:GOVCS=<module prefix>:<tool name>,[<module prefix>:<tool name>, ...]

其中module prefix為github.com等,而tool name就是版本控制工具的名字,比如git,svn。

一個更具體的例子是:GOVCS=github.com:git,evil.com:off,*:git|hg

module prefix也可以用*通配任何模組的字首。

tool name還可以設定為all和off,all代表允許使用任何可用的工具,而off則表示不允許使用任何版本控制工具。

不過現在設定為off的模組的程式碼仍然可能會被下載。

更多的細節可以參考go help vcs

相對路徑匯入不在被允許

golang1.16開始禁止import匯入的模組以.開頭,模組路徑中也不允許出現任何非ASCII字元,所以下面的程式碼不再合法:

import (
    "./tools/factory"
    "../models/user"
    "some.pkg.com/殺馬特/音樂工廠"
)

對非ASCII字元一如既往的不友好,不過也只能按規矩辦事了。

標準庫的變化

golang1.16除了對標準庫進行通常的功能更新和修復,還引入了一些重大變化。

testing

testing包主要的變化是在測試用例裡呼叫os.Exit(0)會從程式終止變成測試失敗。

比如這個:

package main

import (
    "os"
    "testing"
)

func TestXXX(t *testing.T) {
    t.Log("exit")
    os.Exit(0)
}

現在會是這樣的輸出:

$ go test -v a_test.go

=== RUN   TestXXX
    a_test.go:9: exit
--- FAIL: TestXXX (0.00s)
panic: unexpected call to os.Exit(0) during test [recovered]
        panic: unexpected call to os.Exit(0) during test

goroutine 18 [running]:
testing.tRunner.func1.2(0x51b920, 0x56cc28)
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1144 +0x332
testing.tRunner.func1(0xc000082600)
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1147 +0x4b6
panic(0x51b920, 0x56cc28)
        /usr/local/go/src/runtime/panic.go:965 +0x1b9
os.Exit(0x0)
        /usr/local/go/src/os/proc.go:68 +0x6d
command-line-arguments.TestXXX(0xc000082600)
        /tmp/a_test.go:10 +0x76
testing.tRunner(0xc000082600, 0x54df18)
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1194 +0xef
created by testing.(*T).Run
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1239 +0x2b3
FAIL    command-line-arguments  0.004s
FAIL

ioutils包已經廢棄

1.16已經標記io/ioutil為廢棄,函式被轉移到了os和io這兩個包裡,具體見下表:

ioutil舊函式 新函式
Discard io.Discard
NopCloser io.NopCloser
ReadAll io.ReadAll
ReadDir os.ReadDir
ReadFile os.ReadFile
WriteFile os.WriteFile
TempDir os.MkdirTemp
TempFile os.CreateTemp

現在開始可以做移植了。

tcp半連線佇列擴容

在Linux kernel 4.1以前,golang設定tcp的listen佇列的長度是從/proc/sys/net/core/somaxconn獲取的,通常為4096。

而在4.1以後golang會直接設定半連線佇列的長度為2^32 - 1也就是4294967295。

更大的半連線佇列意味著可以同時處理更多的新加入請求,而且不用再讀取配置檔案效能也會略微提升。

重大更新io/fs

1.16除了支援嵌入靜態資源外,最大的變化就是引入了io/fs包。

golang認為檔案的io操作是依賴於檔案系統(filesystem,fs)的,所以決定模仿Linux的vfs做一套基於fs的io介面。

這樣做的目的有三個:

  1. os包應該專注於和系統互動而不是包含一部分io介面
  2. io包和os包分別包含了io介面的一部分,導致互相依賴職責不清晰
  3. 可以把有關聯的一部分檔案或者資料組成虛擬檔案系統,供通用介面處理提升程式的可擴充套件性,比如zip打包的檔案

所以io/fs誕生了。

fs包中主要包含了下面幾種資料型別(都是介面型別):

名稱 作用
FS 檔案系統的抽象,有一個Open方法用來從FS開啟獲取檔案資料
DirEntry 描述目錄專案(包含目錄自身)的資料結構
File 描述檔案資料的結構,包含Stat,Read,Close方法
ReadDirFile 在File的基礎上支援ReadDir,可以代表目錄自身
FileMode 描述檔案型別,比如是通常檔案還是套接字或者是管道
FileInfo 檔案的後設資料,例如建立時間等

其中有一些介面和os包中的同名,實際上是os包引入fs包後起的別名。

對於FS,還有以下的擴充套件,以便增量描述檔案系統允許的操作:

名稱 作用
GlobFS 增加Glob方法,可以用萬用字元查詢檔案
ReadDirFS 增加ReadDir方法,可以遍歷目錄
ReadFileFS 增加ReadFile方法,可以用檔名讀取檔案所有內容
StatFS 增加Stat方法,可以獲得檔案/目錄的元資訊
SubFS 增加Sub方法,Sub方法接受一個檔案/目錄的名字,從這個名字作為根目錄返回一個新的檔案系統物件

fs包還提供了諸如Glob,WalkDir等傳統的檔案操作介面。

fs的主要威力在於處理zip、tar檔案,以及http的檔案介面時可以大幅簡化程式碼。而且新的embed靜態資源嵌入也是依賴fs實現的。

因為只是速覽的緣故,無法詳盡介紹io/fs包,你可以參考golang的文件或這篇文章做進一步瞭解。

其他改進

其他的改進包括Unicode更新到了13.0、新增加了runtime/metrics包已提供更好更規範的執行時資訊等。

同時1.16優化了連結器,現在它在linux/amd64上比1.15快了20-25%,記憶體佔用減少了5-15%。

在Windows上已經全面支援了地址空間佈局隨機化(ASLR),此前不支援將golang編譯為dll時啟用ASLR。

本次更新中語言本身沒有什麼變化。

更多資訊可以檢視golang1.16 release notes

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