go語言編程第三章 go語言gui編程

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書名：Go 語言程序設計

作者：Mark Summerfield

譯者：許式偉

豆瓣評分：6.9

出版社：人民郵電出版社

出版年份：2013-8-1

頁數：354

內容簡介：

國外最經典的Go語言著作，Go語言編程的先驅者Mark Summerfield的實踐經驗總結。

這是一本Go語言實戰指南，幫你了解Go語言，按Go語言的方式思考，以及使用Go語言來編寫高性能軟件。

作者展示了如何編寫充分利用Go語言突破性的特性和慣用法的代碼，以及Go語言在其他語言之上所做的改進，并著重強調了Go語言的關鍵創新。

注重實踐教學，每章都提供了多個經過精心設計的代碼示例。

由國內第一個核心服務完全采用Go語言實現的團隊——七牛團隊核心成員翻譯。

作者簡介：

Mark Summerfield Qtrac公司創始人，獨立的培訓講師、顧問、技術編輯，Go、Python、C++、Qt和PyQt方面的技術作家。他的著作包括Rapid GUI Programming with Python and Qt、C++ GUI Programming with Qt 4（與Jasmin Blanchette合著）、Programming in Python 3和Advanced Qt Programming等。

許式偉——七牛云存儲CEO，開源愛好者，發布過十余個C++開源項目，擁有超過15年的C/C++開發經驗。

呂桂華——七牛云存儲聯合創始人，擁有十余年的C/C++大型項目開發經驗，也曾在Java和.NET平臺上探索多年。

徐立——七牛云存儲首席布道師，前盛大創新院高級研究員。

何李石——七牛云存儲布道師。

七牛云存儲技術團隊是國內第一個核心服務完全采用Go語言實現的團隊。

關于GO 語言的入門學習求解答

已經有好多程序員都把Go語言描述為是一種所見即所得(WYSIWYG)的編程語言。這是說，代碼要做的事和它在字面上表達的意思是完全一致的。在這些新語言中，包含D，Go，Rust和Vala語言，Go曾一度出現在TIOBE的排行榜上面。與其他新語言相比，Go的魅力明顯要大很多。Go的成熟特征會得到許多開發者的欣賞，而不僅僅是因為其夸大其詞的曝光度。下面我們來一起探討一下谷歌開發的Go語言以及談談Go為什么會吸引眾多開發者：快速簡單的編譯 Go編譯速度很快，如此快速的編譯使它很容易作為腳本語言使用。關于編譯速度快主要有以下幾個原因：首先，Go不使用頭文件；其次如果一個模塊是依賴A的，這反過來又取決于B，在A里面的需求改變只需重新編譯原始模塊和與A相依賴的地方；最后，對象模塊里面包含了足夠的依賴關系信息，所以編譯器不需要重新創建文件。你只需要簡單地編譯主模塊，項目中需要的其他部分就會自動編譯，很酷，是不是？通過返回數值列表來處理錯誤信息目前，在本地語言里面處理錯誤的方式主要有兩種：直接返回代碼或者拋異常。這兩種都不是最理想的處理方式。其中返回代碼是非常令人沮喪的，因為返回的錯誤代碼經常與從函數中返回的數據相沖突。Go允許函數返回多個值來解決這個問題。這個從函數里面返回的值，可以用來檢查定義的類型是否正確并且可以隨時隨地對函數的返回值進行檢查。如果你對錯誤值不關心，你可以不必檢查。在這兩種情況下，常規的返回值都是可用的。簡化的成分（優先于繼承）通過使用接口，類型是有資格成為對象中一員的，就像Java指定行為一樣。例如在標準庫里面的IO包，定義一個Writer來指定一個方法，一個Writer函數，其中輸入參數是字節數組并且返回整數類型值或者錯誤類型。任何類型實現一個帶有相同簽名的Writer方法是對IO的完全實現，Writer接口。這種是解耦代碼而不是優雅。它還簡化了模擬對象來進行單元測試。例如你想在數據庫對象中測試一個方法，在標準語言中，你通常需要創建一個數據庫對象，并且需要進行大量的初始化和協議來模擬對象。在Go里面，如果該方法需要實現一個接口，你可以創建任何對該接口有用的對象，所以，你創建了MockDatabase，這是很小的對象，只實現了幾個需要運行和模擬的接口——沒有構造函數，沒有附件功能，只是一些方法。簡化的并發性相對于其他語言，并發性在Go里面顯得更加容易。把‘go’關鍵字放在任意函數前面然后那個函數就會在其go-routine自動運行（一個很輕的線程）。go-routines是通過通道進行交流并且基本上封鎖了所有的隊列消息。普通工具對相互排斥是有用，但是Go通過使用通道來踢掉并發性任務和坐標更加容易。優秀的錯誤消息所有與Go相似的語言，自身作出的診斷都是無法與Go相媲美的。例如，一個死鎖程序，在Go運行時會通知你目前哪個線程導致了這種死鎖。編譯的錯誤信息是非常詳細全面和有用的。其他這里還有許多其他吸引人的地方，下面就一概而過的介紹一下，比如高階函數、垃圾回收、哈希映射和可擴展的數組內置語言（部分語言語法，而不是作為一個庫）等等。當然，Go并不是完美無瑕。在工具方面還有些不成熟的地方和用戶社區較小等，但是隨著谷歌語言的不斷發展，肯定會有整治措施出來。盡管許多語言，尤其是D、Rust和Vala旨在簡化C++并且對其進行簡化，但它們給人的感覺仍是“C++看上去要更好”。

【Go語言的優勢】

可直接編譯成機器碼，不依賴其他庫，glibc的版本有一定要求，部署就是扔一個文件上去就完成了。

靜態類型語言，但是有動態語言的感覺，靜態類型的語言就是可以在編譯的時候檢查出來隱藏的大多數問題，動態語言的感覺就是有很多的包可以使用，寫起來的效率很高。

語言層面支持并發，這個就是Go最大的特色，天生的支持并發，我曾經說過一句話，天生的基因和整容是有區別的，大家一樣美麗，但是你喜歡整容的還是天生基因的美麗呢？Go就是基因里面支持的并發，可以充分的利用多核，很容易的使用并發。

內置runtime，支持垃圾回收，這屬于動態語言的特性之一吧，雖然目前來說GC不算完美，但是足以應付我們所能遇到的大多數情況，特別是Go1.1之后的GC。

簡單易學，Go語言的作者都有C的基因，那么Go自然而然就有了C的基因，那么Go關鍵字是25個，但是表達能力很強大，幾乎支持大多數你在其他語言見過的特性：繼承、重載、對象等。

豐富的標準庫，Go目前已經內置了大量的庫，特別是網絡庫非常強大，我最愛的也是這部分。

內置強大的工具，Go語言里面內置了很多工具鏈，最好的應該是gofmt工具，自動化格式化代碼，能夠讓團隊review變得如此的簡單，代碼格式一模一樣，想不一樣都很困難。

跨編譯，如果你寫的Go代碼不包含cgo，那么就可以做到window系統編譯linux的應用，如何做到的呢？Go引用了plan9的代碼，這就是不依賴系統的信息。

內嵌C支持，前面說了作者是C的作者，所以Go里面也可以直接包含c代碼，利用現有的豐富的C庫。

Go 語言內存管理（三）：逃逸分析

Go 語言較之 C 語言一個很大的優勢就是自帶 GC 功能，可 GC 并不是沒有代價的。寫 C 語言的時候，在一個函數內聲明的變量，在函數退出后會自動釋放掉，因為這些變量分配在棧上。如果你期望變量的數據可以在函數退出后仍然能被訪問，就需要調用 malloc 方法在堆上申請內存，如果程序不再需要這塊內存了，再調用 free 方法釋放掉。Go 語言不需要你主動調用 malloc 來分配堆空間，編譯器會自動分析，找出需要 malloc 的變量，使用堆內存。編譯器的這個分析過程就叫做逃逸分析。

所以你在一個函數中通過 dict := make(map[string]int) 創建一個 map 變量，其背后的數據是放在棧空間上還是堆空間上，是不一定的。這要看編譯器分析的結果。

可逃逸分析并不是百分百準確的，它有缺陷。有的時候你會發現有些變量其實在棧空間上分配完全沒問題的，但編譯后程序還是把這些數據放在了堆上。如果你了解 Go 語言編譯器逃逸分析的機制，在寫代碼的時候就可以有意識地繞開這些缺陷，使你的程序更高效。

Go 語言雖然在內存管理方面降低了編程門檻，即使你不了解堆棧也能正常開發，但如果你要在性能上較真的話，還是要掌握這些基礎知識。

這里不對堆內存和棧內存的區別做太多闡述。簡單來說就是，棧分配廉價，堆分配昂貴。棧空間會隨著一個函數的結束自動釋放，堆空間需要時間 GC 模塊不斷地跟蹤掃描回收。如果對這兩個概念有些迷糊，建議閱讀下面 2 個文章：

這里舉一個小例子，來對比下堆棧的差別：

stack 函數中的變量 i 在函數退出會自動釋放；而 heap 函數返回的是對變量 i 的引用，也就是說 heap() 退出后，表示變量 i 還要能被訪問，它會自動被分配到堆空間上。

他們編譯出來的代碼如下：

邏輯的復雜度不言而喻，從上面的匯編中可看到， heap() 函數調用了 runtime.newobject() 方法，它會調用 mallocgc 方法從 mcache 上申請內存，申請的內部邏輯前面文章已經講述過。堆內存分配不僅分配上邏輯比棧空間分配復雜，它最致命的是會帶來很大的管理成本，Go 語言要消耗很多的計算資源對其進行標記回收（也就是 GC 成本）。

Go 編輯器會自動幫我們找出需要進行動態分配的變量，它是在編譯時追蹤一個變量的生命周期，如果能確認一個數據只在函數空間內訪問，不會被外部使用，則使用棧空間，否則就要使用堆空間。

我們在 go build 編譯代碼時，可使用 -gcflags '-m' 參數來查看逃逸分析日志。

以上面的兩個函數為例，編譯的日志輸出是：

日志中的 i escapes to heap 表示該變量數據逃逸到了堆上。

需要使用堆空間，所以逃逸，這沒什么可爭議的。但編譯器有時會將不需要使用堆空間的變量，也逃逸掉。這里是容易出現性能問題的大坑。網上有很多相關文章，列舉了一些導致逃逸情況，其實總結起來就一句話：

多級間接賦值容易導致逃逸。

這里的多級間接指的是，對某個引用類對象中的引用類成員進行賦值。Go 語言中的引用類數據類型有 func , interface , slice , map , chan , *Type(指針) 。

記住公式 Data.Field = Value ，如果 Data , Field 都是引用類的數據類型，則會導致 Value 逃逸。這里的等號 = 不單單只賦值，也表示參數傳遞。

根據公式，我們假設一個變量 data 是以下幾種類型，相應的可以得出結論：

下面給出一些實際的例子：

如果變量值是一個函數，函數的參數又是引用類型，則傳遞給它的參數都會逃逸。

上例中 te 的類型是 func(*int) ，屬于引用類型，參數 *int 也是引用類型，則調用 te(j) 形成了為 te 的參數(成員) *int 賦值的現象，即 te.i = j 會導致逃逸。代碼中其他幾種調用都沒有形成多級間接賦值情況。

同理，如果函數的參數類型是 slice , map 或 interface{} 都會導致參數逃逸。

匿名函數的調用也是一樣的，它本質上也是一個函數變量。有興趣的可以自己測試一下。

只要使用了 Interface 類型(不是 interafce{} )，那么賦值給它的變量一定會逃逸。因為 interfaceVariable.Method() 先是間接的定位到它的實際值，再調用實際值的同名方法，執行時實際值作為參數傳遞給方法。相當于 interfaceVariable.Method.this = realValue

向 channel 中發送數據，本質上就是為 channel 內部的成員賦值，就像給一個 slice 中的某一項賦值一樣。所以 chan *Type , chan map[Type]Type , chan []Type , chan interface{} 類型都會導致發送到 channel 中的數據逃逸。

這本來也是情理之中的，發送給 channel 的數據是要與其他函數分享的，為了保證發送過去的指針依然可用，只能使用堆分配。

可變參數如 func(arg ...string) 實際與 func(arg []string) 是一樣的，會增加一層訪問路徑。這也是 fmt.Sprintf 總是會使參數逃逸的原因。

例子非常多，這里不能一一列舉，我們只需要記住分析方法就好，即，2 級或更多級的訪問賦值會容易導致數據逃逸。這里加上容易二字是因為隨著語言的發展，相信這些問題會被慢慢解決，但現階段，這個可以作為我們分析逃逸現象的依據。

下面代碼中包含 2 種很常規的寫法，但他們卻有著很大的性能差距，建議自己想下為什么。

Benchmark 和 pprof 給出的結果:

熟悉堆棧概念可以讓我們更容易看透 Go 程序的性能問題，并進行優化。

多級間接賦值會導致 Go 編譯器出現不必要的逃逸，在一些情況下可能我們只需要修改一下數據結構就會使性能有大幅提升。這也是很多人不推薦在 Go 中使用指針的原因，因為它會增加一級訪問路徑，而 map , slice , interface{} 等類型是不可避免要用到的，為了減少不必要的逃逸，只能拿指針開刀了。

大多數情況下，性能優化都會為程序帶來一定的復雜度。建議實際項目中還是怎么方便怎么寫，功能完成后通過性能分析找到瓶頸所在，再對局部進行優化。

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轉載來源：http://www.yijiale78.com/article2/ddgseoc.html

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