一、golang介绍与快速入门

normaling
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一，Go语言介绍

Go语言（又称Golang）是由Google开发的一种静态类型、编译型的开源编程语言，诞生于2009年，并于2012年发布正式稳定版本。其设计团队由三位计算机科学领域的先驱组成：Robert Griesemer、Rob Pike和Ken Thompson（后者是Unix和C语言的共同创始人）。Go语言的设计目标是解决现代软件开发中的痛点，如代码复杂性、编译速度慢、并发编程困难以及跨平台支持不足等问题。

1.1 核心设计理念

  1. 简洁高效 Go语法类似C语言，但通过去冗余设计简化代码结构。例如：

    • 移除类继承、构造函数、注解等复杂概念。
    • 不支持函数重载和运算符重载。
    • 强制代码格式化工具gofmt统一代码风格，减少风格争议。

  2. 原生并发支持 Go的并发模型基于CSP理论（Communicating Sequential Processes），核心机制为：

    • Goroutine：轻量级线程，由Go运行时管理，创建成本极低（初始仅2KB栈，动态扩展）。
    • Channel：类型安全的管道，用于Goroutine间通信，避免共享内存导致的竞态问题。
    func main() {
    ch := make(chan int)
    go func() { ch <- 42 }() // 启动Goroutine发送数据
    fmt.Println(<-ch)        // 接收数据
}

  3. 内存管理 Go内置自动垃圾回收（GC），通过三色标记清除算法优化延迟，现代版本（如Go 1.14+）的GC停顿时间通常低于1毫秒。

1.2 语言特性

  1. 类型系统

    • 静态类型：编译时检查类型错误，提升代码健壮性。

    • 接口隐式实现：类型无需显式声明实现接口，只需定义相同方法即可。

    • 泛型支持：Go 1.18引入泛型，通过类型参数增强代码复用性。

      func Swap[T any](a, b T) (T, T) { return b, a }

  2. 错误处理 采用显式错误返回而非异常机制，鼓励开发者主动处理错误：

    file, err := os.Open("file.txt")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer file.Close() // 确保资源释放

  3. 工具链

    • 跨平台编译：通过GOOS和GOARCH环境变量生成不同平台的二进制文件。
    • 依赖管理：Go Modules支持版本化依赖管理，替代旧版GOPATH模式。
    • 测试与性能分析：内置go test框架和pprof性能分析工具。

1.3 标准库与生态系统

  1. 丰富的标准库
    • 网络服务：net/http库支持快速构建HTTP服务器（如默认实现每秒可处理数万请求）。
    • 加密与编码：提供AES、RSA、JSON、XML等标准支持。
    • 并发原语：sync包提供互斥锁、条件变量等。
  2. 活跃的第三方生态
    • Web框架：Gin、Echo、Fiber等高性能框架。
    • 微服务与云原生：Kubernetes、Docker、Etcd等核心项目均用Go编写。
    • 数据库驱动：支持PostgreSQL、MySQL、MongoDB等主流数据库。

1.4 适用场景

  1. 后端服务与微服务 Go的高并发和低内存占用特性使其适合构建API网关、分布式系统等。
  2. 云计算与DevOps工具 如Kubernetes、Prometheus、Terraform等基础设施项目依赖Go的高效编译和部署能力。
  3. 命令行工具 单二进制文件分发（无外部依赖）特性适合开发CLI工具，如GitHub CLI、Cobra框架应用。

1.5 优缺点

优势

  • 编译速度快（大型项目通常在数秒内完成）。
  • 部署简单，生成静态二进制文件。
  • 并发模型简化多线程编程。

局限

  • 泛型支持较晚，旧代码可能缺乏通用性。
  • 错误处理代码可能显冗长。
  • 不适合实时系统（因GC存在不确定延迟）。

二，Go的安装与配置

2.1 语言环境安装

由于Go语言官网下载速度比较慢，这里推荐大家使用Go语言中文网下载即可，而且Go语言官网和这个中文网发版基本同步。

image-20250524140500769

点击下载后，会在下载文件夹中出现上面选择的文件，由于文件属于安装包，还是需要解压安装的，这里直接双击即可呈现下图，然后选择Next：

image-20250524140515084

一直选择下一步，最后安装完成后应该呈现如下图：

image-20250524140530483

2.2 环境验证

先Win + R唤醒运行窗口之后，输入cmd打开控制台窗口，输入go version，可查看安装的go版本，检查其是否安装成功。

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在高版本里安装时会默认在环境变量中配置。

2.3 配置代理

在使用Go进行开发时，可能我们需要借用Go下载一些包什么的，但是默认官网源在国内访问不到，默认官网源如下

https://proxy.golang.org,direct

因此，我们需要配置GOPROXY(代理)。在控制台输入go env，可查看go的初始环境配置，然后执行以下命令，进行修改代理，将其替换成国内镜像源。Windows 下设置 GOPROXY 的命令为：

go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct

重新执行go env查看Go配置，结果如下图：

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2.4 配置包目录说明

首先在终端里输入go env命令可查看go相关环境变量，会发现GOPATH为用户家目录。

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点进去这个家目录下的go文件夹里，我们会发现里面有两个包文件：

image-20250524141114083

这两个包目录

名称作用
pkg目录常用于缓存第三方包文件
bin目录常用于存放可执行文件：通过go install命令下载的第三方包会放到$GOPATH/go下面的缓存目录，编译好的可执行文件会放到$GOPATH/go/bin下

然后继续点进去bin目录里，我们会发现3个基本的可执行文件

image-20250524141132226

这三个文件

文件名作用安装命令
dlvgo-delve是Go语言的调试利器go install -v github.com/go-delve/delve/cmd/dlv@latest
gopls官方提供的实现语言服务器协议LSP的Language Server，具有构建、格式化、自动完成等功能。go install -v golang.org/x/tools/gopls@latest
staticcheck静态代码检查作用go install -v honnef.co/go/tools/cmd/staticcheck@latest

最后对安装包的两个命令也做个总结：

名称作用
go install命令下载的第三方包会放到$GOPATH/go下面的缓存目录，编译好的可执行文件会放到$GOPATH/go/bin下
go get命令下载第三方包会放到$GOPATH/go下面的缓存目录，但不会编译，只是为了后面编程用到这些包

2.5 环境变量

查看 go 的环境变量的命令为go env：

image-20250524141530189

上面打印出来的环境变量有很多，但着重理解并记住这几个环境变量的定义即可：

变量名解释
GOPATHgo 的工作目录
GOROOTgo 的安装目录
GOBINgo 的bin文件目录
GO111MODULEgo mod 开关 on为开启go mod
GOPROXY设置代理来加速模块下载

2.5.1 GOPATH

GOPATH 是 Go语言中使用的一个环境变量，它使用绝对路径提供项目的工作目录。GOPATH是早期的设置方式，将工作目录设置 GOPATH 到全局环境变量。不同的项目都在 GOPATH/src/ 下。

很显然这种设置方法是不太方便的，因为不同项目引用的 package 到放到了一起，这用 Git管理起来很麻烦。

  • 比如我们有这样一个场景：Ａ项目引用了 a和b 两个 package，B 项目引用了 c和d 两个 package，那么如果我在 A 中修改了 package 的内容，我提交Ａ项目时想要带着 package 时就很麻烦。
  • 其次是 如果Go语言所依赖的所有的第三方库都放在 GOPATH 这个目录下面，这就导致了同一个库只能保存一个版本的代码。如果不同的项目依赖同一个第三方的库的不同版本，应该怎么解决？

2.5.2 GO Module

那么为了解决上述问题，官方从从Go语言1.11 版本之后推出了版本管理工具go module ，并且从 Go语言1.13 版本开始，go module 成为了Go语言默认的依赖管理工具。

在Go语言 1.12 版本之前，要启用go module工具首先要设置环境变量 GO111MODULE，不过在Go语言 1.13 及以后的版本则不再需要设置环境变量。

通过 GO111MODULE 可以开启或关闭 go module 工具。

GO111MODULE=off 禁用 go module，编译时会从 GOPATH 和 vendor 文件夹中查找包； GO111MODULE=on 启用 go module，编译时会忽略 GOPATH 和 vendor 文件夹，只根据 go.mod下载依赖； GO111MODULE=auto（默认值），当项目在 GOPATH/src 目录之外，并且项目根目录有 go.mod 文件时，开启 go module。

Windows 下开启 GO111MODULE 的命令为：

set GO111MODULE=on 或者 set GO111MODULE=auto

注意：现在新版本Go语言在配置环境变量时，只需要设置GOPROXY替换一下代理，无需再额外配置GOROOT、GOPATH。

2.5.3 修改GoPath

默认情况下GOPATH是安装到C盘下面的，而这个目录是用来存储一些package的，C盘空间有限，故不希望存C盘，这个时候就需要修改了，只需要在环境变量里面设置修改即可，如图所示

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2.6 版本管理

2.6.1 vendor

Go 语言中的 vendor 目录是一种用于项目级依赖隔离的机制，其核心目标是在项目中嵌入依赖的副本，以实现 离线构建 和 版本锁定。

  1. 什么是 vendor 目录？

    • 定义：vendor 是 Go 项目中的一个特殊目录（通常位于项目根目录），用于存储项目依赖的完整副本。

    • 历史背景：在 Go Modules 出现之前，社区工具（如 dep、glide）通过 vendor 管理依赖。Go 1.5+ 开始原生支持 vendor，但 Go Modules 推出后其重要性下降。

    • 文件结构：

      my-project/
  ├── go.mod
  ├── go.sum
  ├── main.go
  └── vendor/
      ├── github.com/
      │   └── gin-gonic/
      │       └── gin/       # 依赖的完整代码
      └── modules.txt        # 依赖列表及版本

  2. vendor 的作用

    离线构建

    • 场景：当无法访问互联网（如内网环境）时，直接使用 vendor 内的依赖副本构建项目。

    • 命令：

      go build -mod=vendor  # 强制使用 vendor 目录构建

    版本锁定

    • 避免意外升级：将依赖代码固化在 vendor 中，防止因外部仓库修改或删除导致构建失败。
    • 一致性保障：确保团队成员或 CI/CD 环境使用完全相同的依赖版本。

    依赖审计

    • 透明化依赖代码：直接查看 vendor 中的代码，便于安全审查或调试。

  3. 生成 vendor 目录

    使用 Go Modules 生成：在项目根目录运行以下命令，自动将 go.mod 中的依赖复制到 vendor：

    go mod vendor  # 根据 go.mod/go.sum 生成 vendor 目录

    生成的 vendor/modules.txt 会记录依赖的精确版本。

  4. 4. vendor vs Go Modules

    特性vendor 目录Go Modules
    依赖存储位置项目内的 vendor 目录全局缓存 ($GOPATH/pkg/mod)
    版本控制代码副本固化在项目中通过 go.mod 和 go.sum 声明版本
    网络依赖无需网络（离线构建）首次构建需下载依赖
    项目体积较大（包含依赖代码）较小（仅记录版本信息）
    维护成本需手动更新或定期执行 go mod vendor全自动管理

2.6.2 go.sum

定义：go.sum：依赖内容的“指纹”校验文件（自动生成，禁止手动修改）

作用：定义 Go 模块的元数据和依赖声明。

内容：

  • 模块名称（module example.com/my-project）。
  • Go 版本要求（go 1.21）。
  • 直接依赖列表（require github.com/foo/bar v1.2.3）。
  • 依赖替换规则（replace 或 exclude）。

示例：

module example.com/app
go 1.21

require (
    github.com/gin-gonic/gin v1.9.1
    golang.org/x/sys v0.12.0 // indirect
)

replace github.com/old/pkg => ../local/pkg

2.6.3 go.mod

定义：依赖版本的管理清单（开发者直接编辑或通过 go get 管理）

作用：记录依赖的加密哈希值，确保依赖内容的完整性。

内容：

  • 每行格式：模块名 版本 哈希值。
  • 包含直接依赖和间接依赖的哈希值。

示例：

github.com/gin-gonic/gin v1.9.1 h1:4+fr4g88Y5f+8cF7aY0q7ZtVd+kd8i6A/5E5K7x1m0=
github.com/gin-gonic/gin v1.9.1/go.mod h256:xyz...

go.mod：依赖版本的管理清单（开发者直接编辑或通过 go get 管理）。

2.6.4 和Maven对比

太难理解了，直接和Maven进行对比

核心类比

Go ModulesMaven相似点
go.modpom.xml声明项目元数据与依赖版本
go.sum依赖的 .sha1 校验文件确保依赖完整性
go get / go mod tidymvn dependency:resolve依赖解析与下载

依赖来源

  • Go Modules：
    • 去中心化：依赖直接从代码仓库（如 GitHub）下载，无需中央仓库（但支持代理镜像如 GOPROXY）。
    • 语义化版本（SemVer）：版本号显式包含在模块路径中（如 github.com/foo/bar/v2）。
  • Maven：
    • 中央仓库：依赖默认从 Maven Central 或 Nexus 等仓库下载。
    • 坐标定位：依赖通过 groupId、artifactId、version 定位。

依赖锁定

  • Go：
    • go.mod 声明最低兼容版本，实际构建时使用满足约束的最新版本（通过 MVS 算法解析）。
    • go.sum 记录所有依赖的哈希值，确保内容一致性。
  • Maven：
    • pom.xml 中版本固定（除非使用范围版本如 [1.0,2.0)）。
    • 通过 mvn dependency:purge-local-repository 清理本地缓存。

构建与生命周期

  • Go：
    • 无内置构建生命周期（如 clean、compile、package），需借助 Makefile 或脚本。
    • 编译为静态二进制文件，无 target 目录概念。
  • Maven：
    • 强绑定构建生命周期（compile → test → package 等）。
    • 输出产物为 jar/war，存储在 target 目录。

操作命令对比

功能Go 命令Maven 命令
初始化项目go mod init <module-name>mvn archetype:generate
添加依赖go get github.com/foo/bar@v1.2编辑 pom.xml + mvn install
更新依赖go get -u修改版本号 + mvn update
清理缓存go clean -modcachemvn dependency:purge-local-repository

总结

  • go.mod ≈ pom.xml： 二者均为依赖管理的核心配置文件，但 Go 的版本解析更动态，Maven 更静态。
  • go.sum ≠ pom.xml： go.sum 更接近 Maven 依赖的校验文件（如 .sha1），但设计上更严格（强制记录所有依赖哈希）。
  • 哲学差异： Go 强调极简主义（无构建生命周期、去中心化依赖），而 Maven 提供全功能构建框架（插件化、中央仓库）。

三，编写程序

package main

import "fmt"

func main() {
    // 打印 helloworld
	fmt.Println("Hello World")
}

Go程序语法的用法解释：

  • 第1行： 它包含程序的主体程序包，具有程序的整体内容。这是运行程序的起点，因此必须编写程序。
  • 第2行： 它包含import“ fmt”，这是一个预处理程序命令，它告诉编译器包括位于程序包中的文件。
  • 第三行： 主函数，它是程序执行的开始。
  • 第4行： fmt.Println()是一个标准的库函数来打印的东西作为一个screen.In输出此，fmt包已经transmited的println方法，该方法用于显示的输出。fmt.Println()是一个标准的库函数，用于将某些内容打印为屏幕上的输出，fmt包已包含了Println方法，该方法用于显示输出。
  • 注释： 注释用于解释代码，并且以与Java或C或C ++类似的方式使用。编译器将忽略注释条目，并且不执行它们。注释可以是单行或多行。
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