Gopher是一种生活在加拿大的小动物，它的中文名叫做囊地鼠，他们最大的特点便是挖洞速率特殊快。
Go之以是叫Go，是想表达这门措辞的运行速率、开拓速率、学习速率都像Gopher一样快。
对付熟习java、c++、python开拓的同学来说，Go措辞还是非常有特点的，在深入理解Go之前，我们先看一段Go措辞编写的代码，先有个大概的认识吧。
相信同学们看到了很多熟习的元素package、import、main等等，也有一些不熟习的，比如Go、不同的for写法、没有分号……我们这就开始理解这个既看起来生疏，又能吸引人好奇心的措辞吧。
1．初创背景Go措辞的创始人紧张有三人，分别是Rob Pike、ken tomption、Robert，他们三个人在各自的领域里都有了自己精彩贡献。
Rob Pike：曾是贝尔实验室Unix开拓团队成员，Plan9操作系统开拓的紧张领导人，Inferno操作系统开拓的紧张领导人。
ken tomption：图灵奖得主，C措辞前身B措辞的作者，Unix的发明人之一， 操作系统Plan 9的紧张作者。 共同开拓了UTF-8。
Robert：曾为谷歌的V8 JavaScript引擎和Chubby开拓代码。
他们三人是在谷歌任职的时候，有感于对当前编程措辞的诸多不满，随后一拍即合决定创建一门新的措辞，Go措辞最初是在2007年启动的，并于 2009 年正式对外发布。它从 2009 年 9 月 21 日开始作为谷歌公司 20% 兼职项目，即干系员工可以利用 20% 的空余韶光来参与 Go 措辞的研发事情。
1、传统编程措辞的缺陷
学习本钱太高，如C++
编译速率太慢，代码的编写、预处理、编译与运行
缺少类型检讨，紧张指诸如python、php
2、打算机领域变革
打算机硬件发展迅速，比如多CPU
措辞越来越繁芜，要么并发与性能不佳，要么风格不足优雅且分歧一
人力本钱越高越贵
项目的迭代周期越来越短
值得一提的是三位创始人都是大龄程序员，个中罗伯特·派克61岁，肯尼斯·汤普逊74岁，已是花甲之年，可见大龄程序员的生命力还是可以很兴旺的。或许真正能够做出一些具有代价的事情，而不是大略用轮子拼积木，是须要程序员拥有足够的的生活和事情履历，以及蕴含深厚的技能和哲学秘闻。Go措辞自创建至今，经由多次迭代已经有了很大的发展，被越来越多的公司推崇和利用。
2007年9月，Rob Pike在Google分布式编译平台上进行C++编译……
2008年5月，得到了Google的全力支持，全职投入Go措辞的设计和开拓
2009年11月，Go措辞第一个版本发布
2012年3月，第一个正式版本Go1.0发布
2015年8月，Go1.5发布，完备移除C措辞部分，利用Go编译Go，实现自举
2．设计目标Go措辞的设计目标大略很清晰，便是为了填补当前主流编程措辞的不敷，其设计目标紧张表示在三个方面：
1.编译快
Java、.NET(C#)这种类型措辞的优点是编译快，随意马虎写，缺陷是运行相对较慢。
2.运行快
C/C++这种类型措辞的优点是运行速率快，缺陷是编译较慢。
3.随意马虎写
动态类型措辞（JavaScript、PHP等）的优点是随意马虎写，缺陷是运行相对较慢。
Go措辞的设计符合了SOLID原则，这里不细说了，有兴趣的可以看看这篇文章。
https://dave.cheney.net/2016/08/20/solid-Go-design
在程序设计领域， SOLID（单一功能、开闭原则、里氏更换、接口隔离以及依赖反转）是由罗伯特·C·马丁在21世纪早期引入，指代了面向工具编程和面向工具设计的五个基本原则。当这些原则被一起运用时，它们使得一个程序员开拓一个随意马虎进行软件掩护和扩展的系统变得更加可能。
3．上风Go措辞的上风包括以下几个方面：
1、学习曲线相对随意马虎
2、为效率而生，快速的编译韶光，开拓效率和运行效率高
3、出身名门、血统纯洁
4、自由高效：组合的思想、无侵入式的接口
5、强大的标准库
6、支配方便：二进制文件，Copy支配
7、大略的并发
8、高稳定性
4．现状代表性项目
1.Docker：可以让开发者打包他们的运用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中。
2.Nsq：bitly开源的行列步队系统，性能非常高，目前他们每天处理数十亿条。
3.Kubernetes：容器编排工具，实现自动化支配，更新，下线，负载均衡，容错处理等。
4.Fabric：区块链超级账本Hyperledger Fabric实现，用于同盟链开拓。
5.Syncthing：在两台或者多台电脑上同步文件，利用了其独占的对等自由块交流协议，速率极快。
6.Lantern：中文名“蓝灯”。分布式，点对点的自由上网办理方案。
7.Grafna：一个跨平台的开源的度量剖析和可视化工具，可以通过将采集的数据查询然后可视化的展示。
公司
1.Google：2010年起开始将 Go 措辞投入到后端根本举动步伐的实际开拓中；谷歌舆图、Google Cloud、 2.youtube.com：内部有专门的团队在将老运用重写或勾引新项目利用 Go 措辞。
3.Facebook：Facebook也是Go的虔诚簇拥者。著名的平滑升级工具grace。
4.腾讯：15 年已经做了 docker 万台规模的实践。蓝鲸平台，容器开拓干系
5.小米：开源运维监控系统open-falcon.com。此外小米互娱、小米商城……等团队都在利用Golang。
6.七牛：七牛是海内做多媒体存储的巨子。CEO写了一本书《Go措辞编程》
二、Go措辞语法正如之前所说，Go措辞学习曲线相对随意马虎，由于创始人信奉“少即是多”的思想，把很多繁芜且奇怪的特性都做了删减，只保留了最少可用的语法设计。笔者对其归为10大类，相信任何一位有编程根本的同学，只要节制了这些就可以开拓你的第一个Go措辞程序了。
1．措辞构造先看一段大略的Go代码
package mainimport "fmt"func main() { / 这是我的第一个大略的程序 / fmt.Println("Hello, World!")}
Ø package：包名，go的入口程序的包名和方法名必须是main
Ø import：须要利用的其它包，把稳这里对应的是包所在的文件夹路径，而不是包的名称
Ø func main()：程序开始实行的函数，有init函数的先实行init
Ø /...../：注释
Ø fmt.Println(“xxx”)：fmt便是包名，掌握台输出行
Ø 公有和私有：go没有public和private关键词，是通过标识符首字母的大小写来定义是否可以被包外部代码利用的，首字母大写则代表”public”，首字母小写则代表”private/proteced”
Ø 没有分号：这是Go措辞的一个特点，python不要花括号，Go不要分号。
Ø 左花括号{，不能单独占行，必须在前一句的后面。觉得这是在针对微软C#[囧]。
2．关键字和数据类型Go的关键字同Java比较要少很多，这也是Go的学习曲线相对随意马虎的紧张缘故原由，如下表所示，大部分看起来都是比较眼熟的。
比较陌生的有range、select、go和chan了，这几个都和Go的并发机制密切干系，后面会详细先容。
3．变量和常量Go措辞变量的定义格式：
var identifier type
var：声明这是一个变量，常量用const
type：变量的类型标识符
示例：
var name string
const age int
Go措辞变量的赋值很有趣，有常日的赋值办法：
var i int
i = 3
或
var i int = 3
还可以省去var和类型，直接赋值：
i := 3
这种办法可以根据值自行剖断变量类型，还能表示是初始定义变量。4．运算符和Java类似，包括：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符。
同时，Go保留了指针运算符和&，目的是为了使构造体作为参数通报时，可以实现引用传值。
把稳两点：
1) 去掉了++i，只有i++
2) 没有三元运算符，比如a==b？x=1:x=2
5．条件和循环条件语句有if和switch，增加了select。规则和Java同等，书写去掉了圆括号()。
示例：
if a < 20 { / 如果条件为 true 则实行以下语句 / fmt.Printf("a 小于 20\n" ) }
swich有两种写法，可以在switch后跟上变量，或者省略都可以。
switch { case grade == "A" : fmt.Printf("精良!\n" ) case grade == "B", grade == "C" : fmt.Printf("良好\n" ) default: fmt.Printf("差\n" ); }
select 语句类似于 switch 语句，但是select是实行一个通道类型的case。和Go的并发机制干系。
var c1, c2, c3 chan int var i1, i2 int select { case i1 = <-c1: fmt.Printf("received ", i1, " from c1\n") case c2 <- i2: fmt.Printf("sent ", i2, " to c2\n") case i3, ok := (<-c3): // same as: i3, ok := <-c3 if ok { fmt.Printf("received ", i3, " from c3\n") } else { fmt.Printf("c3 is closed\n") } default: fmt.Printf("no communication\n") }
循环语句只有for，去掉了while，Java中利用while的场景，用for替代即可。
for i := 0; i <= 10; i++ { sum += i }
for { sum++ // 无限循环下去 }
6．函数
根据变量定义的规则，可以想象Go的函数定义也是类似，先是func关键词声明是方法，然后定义方法名，之后的圆括号里方参数类型，而返回类型放到末了。
func function_name( [parameter list] ) [return_types] {
函数体
}
除了返回类型的位置比较特殊以外，还要把稳一个有趣的事情，那便是返回类型可以有多个，也便是说可以有多个返回值。
func swap(x, y string) (string, string) { return y, x}
func main() { a, b := swap("A", "B") fmt.Println(a, b)}
7．数组和切片Go的数组声明办法
var variable_name [SIZE] variable_type
示例
var n [10]int / n 是一个长度为 10 的数组 /
// 声明数组的同时快速初始化数组
balance := [5]float32{100.0, 2.1, 5.4, 50.0}
Go也支持多为数组，和数组作为参数通报。
切片和数组类似，只是不须要指定长度，利用make进行初始化。
var numbers []int
或
var numbers = make([]int,3,5)
针对数组和切片的方法有：
len()：长度，cap()：容量，append()：追加新元素，copy()：复制。
截取的办法如下：
numbers := []int{0,1,2,3,4,5,6,7,8}
number2 := numbers[2:4] //截取number是第3到第5位作为一个新的切片，赋值给number2
8．构造体和接口构造体定义，同样把稳，如果希望构造体的字段被其它包识别，字段名的首字母须要大写。
type Books struct { title string author string subject string book_id int}
接口定义
type Phone interface { call()}
敲黑板把稳：Go没有类的定义，其面向工具编程是通过构造和接口实现的，定义的构造不须要显示的声明接口，而是通过实现接口方法，则被自动隐式标记为接口的实现。
type IShape interface { getArea()}
type Circle struct { radius float64}//该 method 属于 Circle 类型工具中的方法func (c Circle) getArea() float64 { return 3.14 c.radius c.radius}func main() { var c1 IShape
c1 = Circle{ radius = 10.00 } fmt.Println("圆的面积 = ", c1.getArea())}
9．指针
var a int= 20 / 声明实际变量 / var ip int / 声明指针变量 / ip = &a / 指针变量的存储地址 / fmt.Printf("a 变量的地址是: %x\n", &a ) / 指针变量的存储地址 / fmt.Printf("ip 变量储存的指针地址: %x\n", ip ) / 利用指针访问值 / fmt.Printf("ip 变量的值: %d\n", ip )
结果
a 变量的地址是: 20818a220
ip 变量储存的指针地址: 20818a220
ip 变量的值: 20
10．并发和通道Go在措辞层面支持并发，或许这也是Go最令人感到愉快地方。它的并发利用非常大略，只须要利用关键词大略go一下就可以了。
go say("world")
通道是用来在多个goroutine间进行通讯通报值。
定义一个通道;
c := make(chan int)
c <- sum // 把 sum 发送到通道 c
x := <-c // 从通道 c 中吸收
我们可以通过一个完全的例子来感想熏染go措辞并发的魅力。
func fibonacci(n int, c chan int) { x, y := 0, 1 for i := 0; i < n; i++ { c <- x x, y = y, x+y } close(c)}func main() { c := make(chan int, 10) go fibonacci(cap(c), c) for i := range c { fmt.Println(i) }}
输出：
0
1
1
2
3
5
8
13
21
34
三、底层事理理解一门措辞除了用法，对它具有特色特性的内在实现机制进行深入的理解也是必要的。
Go措辞是为并发而生的措辞，也是为数不多的在措辞层面实现并发的措辞，因此我们非常有必要理解Go措辞的并发机制，实现并发的是go措辞的goroutine，并发任务的通信则是通过channel进行。
1．goroutine机制传统的措辞如java进行并发时依赖的是线程，线程由操作系统调度，以是多线程并发操作每每具有切换本钱较高的缺陷，不利于小任务、高并发场景。后来，有人创造了协程，它的切换一样平常由程序在代码中显式掌握。协程虽然增加了开拓本钱，但大大减少了系统占用，可以在有限的栈空间创建更多的示例。
协程的英文是coroutine，可以看出来goroutine的名称正式源自协程，以是goroutine虽然有时候会被叫做轻量级线程，但它实质上实际是协程。
(1) 线程模型线程模型有以下演化过程：
N:1 多个用户线程对应一个内核线程
1:1 一个用户线程对应一个内核线程
M:N 用户线程和内核线程是多对多的对应关系
特点
Ø 介于用户级线程模型和内核级线程模型
Ø 非常繁芜，一个进程中可以对应多个内核级线程，但是进程中的线程反面内核线程逐一对应
Ø 自身的用户级线程须要本身程序去调度，内核级的线程交给操作系统内核去调度
缺陷
Ø 增加了调度器的实现难度
Go措辞的线程模型正是建立在第三种线程模型根本之上，虽然调度繁芜，不过Go措辞对调度算法进行了很好的封装，开拓者可以便捷的利用，同时却能收成更好的并发性能。
(2) Go线程实现模型MPGGo的线程模型称作MPG：
Ø M指的是Machine，一个M直接关联了一个内核线程。由操作系统管理。
Ø P指的是”processor”，代表了M所需的高下文环境，也是处理用户级代码逻辑的处理器。它卖力衔接M和G的调度高下文，将等待实行的G与M对接。
Ø G指的是Goroutine，实在实质上也是一种轻量级的线程。包括了调用栈，主要的调度信息，例如channel等。
P的数量由环境变量中的GoMAXPROCS决定，常日来说它是和核心数对应。
如果线程被系统调用壅塞了，Go的MPG模型是怎么应对的呢？如下图所示。
系统调用syscall，一个线程肯定不能同时实行代码和系统调用被壅塞，这个时候，此线程M须要放弃当前的高下文环境P，以便可以让其他的Goroutine被调度实行。实行步骤如下：
1) M0中的G0实行了syscall（左图）；
2) 创建M1(也有可能来自线程缓存)；
3) M0丢弃了P，等待syscall的返回值（右图）；
4) M1接管了P，将·连续实行Goroutine行列步队中的其他Goroutine；
5) 系统调用syscall结束后，M0会“偷”一个高下文；
6) 如果不堪利，M0就把它的Gouroutine G0放到一个全局的runqueue中，将自己置于线程缓存中并进入休眠状态；
MPG 调度比较大略粗暴，如下图所示。
实行步骤：
1) 高下文P会定期的检讨全局的goroutine 行列步队中的goroutine；
2) 当P消费掉自身Goroutine行列步队的时候就从全局行列步队中获取新的go；
3) 如果全局行列步队（图中未绘制，除了各个P掩护了自己的并行行列步队外，Go措辞还掩护了一个全局的G行列步队）也有了，则从其它运行的P中偷一半。
2．channel机制(1) channel数据构造多线程并发通信一半有两种办法，一种因此c++和java为代表的共享内存办法，另一种便是以通信的办法来共享内存。Go采取的是后者，通信办法更为高效。
channel的数据构造如下所示：
type hchan struct {
qcount uint
dataqsiz uint
buf unsafe.Pointer
elemsize uint16
closed uint32
elemtype _type // element type
sendx uint // send index
recvx uint // receive index
recvq waitq // list of recv waiters
sendq waitq // list of send waiters
lock mutex
}
type waitq struct {
first sudog
last sudog
}
这些字段代表的含义如下：
1) qcount uint ：当前行列步队中剩余元素个数
2) dataqsiz uint：环形行列步队长度，即缓冲区的大小，即make（chan T，N），N.
3) buf unsafe.Pointer ：环形行列步队指针
4) elemsize uint16 ： 每个元素的大小
5) closed uint32 ：表示当前通道是否处于关闭状态。创建通道后，该字段设置为0，即通道打开; 通过调用close将其设置为1，通道关闭。
6) elemtype _type ： 元素类型，用于数据通报过程中的赋值；
7) sendx uint和recvx uint是环形缓冲区的状态字段，它指示缓冲区确当前索引 - 支持数组，它可以从中发送数据和吸收数据。
8) recvq waitq：等待读的goroutine行列步队
9) sendq waitq： 等待写的goroutine行列步队
10) lock mutex ：互斥锁，为每个读写操作锁定通道，由于发送和吸收必须是互斥操作。
11) sudog：代表goroutine。
recvq和sendq是一个环状链表构造，用来存放并发通信的吸收和发送的goroutine序列。
(2) 向chanel写数据详细步骤如下：
1) 初始化通道
2) 锁定全体通道构造。
3) 如果recvq为Empty，则确定缓冲区是否可用。如果可用，从当前goroutine复制数据到缓冲区。
4) 如果缓冲区已满，则要写入的元素将保存在当前正在实行的goroutine的构造中，并且当前goroutine将在sendq中排队并从运行时挂起。
5) 写入完成开释锁。
写数据的流程图如下，把稳图中不同地方的G可能代表的是不同的goroutine，不要搞稠浊了。
(3) 从chanel读数据
写数据明白了，读数据也基本相同，直接看流程图吧，建议读者结合channel的存储构造，把流程图的每个条路径都理解一边，就可以比较清晰的理解Go的channel机制了。
四、结束
Go的入门学习就到此结束了，如果还想深入理解，建议读者可以找个得当的开拓工具实际做一些开拓，并在开拓中利用Go措辞的并发和通道机制，这样才可以节制的更加闇练。
Go还处于发展之中，包括垃圾回收机制在内的底层还在不断地被优化，虽然它目前还存在一些不完善的地方，但Go措辞针对并发设计的思想笔者认为还是非常贴合当下和未来的需求的，相信随着Go底层的不断优化和完善，学习Go的人会越来越多。
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