Golang入门基础

Golang的背景知识

Golang的发展历程

Golang的核心开发团队

Go语言（又称Golang）是一种静态强类型、编译型、并发型，并具有垃圾回收功能的编程语言，由罗伯特·格瑞史莫（Robert Griesemer）、罗布·派克（Rob Pike）及肯·汤普森（Ken Thompson）于2007年9月开始设计。

Golang的发展历程

Go语言发展历程如下：

• 2007年9月：Go项目作为Google的一个内部项目开始开发，初衷是创建一门简洁、高效、并发的编程语言。
• 2009年11月：Go语言的第一个正式版本，以开放源代码的方式向全球发布。
• 2012年3月：Go 1.0正式发布，这是Go语言的第一个稳定版本。
• 2016年8月：Go 1.7发布，引入了新的上下文（context）包，用于处理并发任务的取消和超时。
• 2017年2月：Go 1.8发布，引入了对HTTP/2协议的原生支持、新的测试功能和改进的性能。
• 2017年8月：Go 1.9发布，引入了一些小的语言和工具的改进，并对垃圾回收机制进行了优化。
• 2018年2月：Go 1.10发布，该版本带来了更快的编译速度，对WebAssembly的支持和一些语言特性的改进。
• 2018年8月：Go 1.11发布，引入了Go Modules，这时Go语言的官方依赖管理解决方案，用于管理项目的依赖关系。
• 2019年2月：Go 1.12发布，改进了性能和稳定性，包括对垃圾回收器和调度器的优化。
• …
• 2024年2月：Go 1.22发布，这是目前Go的最新版本。

说明一下： 目前Go每半年发布一个二级版本（即从a.x升级到a.y），各个版本详细的更新内容可以在Go官方网站查看。

Golang的特点

Golang的特点

Go语言主要的特点如下：

• 简洁易学： Go语言的语法简洁明了，摒弃了一些繁琐的特性和语法元素，使得代码更易于阅读和维护。这使得Go语言成为一门学习曲线较为平缓的编程语言，即使是没有编程经验的人也能相对轻松地上手。
• 高并发性能： Go语言天生支持并发编程，通过goroutine和channel机制，使得并发编程变得更加简单和安全。开发者可以轻松的利用goroutine来实现并发操作，而无需手动挂历线程和锁，这种并发模型在处理大量请求和高并发场景下特别有优势。
• 内存安全和垃圾回收： Go语言拥有垃圾回收机制，开发者无需手动管理内存分配和回收，大大减轻了编程的负担，同时也有助于防止内存泄漏。
• 强大的标准库： Go语言拥有丰富的标准库，覆盖了网络、文件处理、加密、并发等方面，开发者可以直接利用这些库来实现各种功能，而无需重新编写重复的代码，减少了开发时间和工作量，同时也提高了代码的可维护性。
• 跨平台支持： Go语言支持跨平台开发，可以在多个操作系统上进行编译和运行。开发者可以直接在自己的机器上编译出可执行文件，然后将其部署到不同的操作系统上，而无需进行额外的修改，这种跨平台能力为软件开发人员提供了灵活性和便利性。
• 静态类型语言： Go语言是一门静态类型的编程语言，这意味着在编译期间就能捕获到一些类型相关的错误，这有助于提取发现潜在的bug，减少在运行时可能出现的错误。
• 强调并遵循软件工程原则： Go语言鼓励开发者编写清晰、简介、可维护的代码，它有一套明确的代码风格规范，并自带了一些工具来帮助开发者保持一致的代码风格。
• 丰富的生态系统： Go语言的社区非常活跃，有着庞大的开发者群体，社区中不断推出新的开源项目和工具，这意味着开发者可以轻松地获取到丰富的资源和文档，解决问题变得的更加便捷。

Golang的应用领域

Golang的应用领域

Go语言目前主要的应用领域如下：

• 后端开发： Go语言的并发性能额高效的网络编程使其成为构建高性能、可扩展的后端服务的理想选择，许多Web应用、RESTful API服务、微服务架构都广泛使用Go语言进行开发。
• 云计算和分布式系统： Go语言的并发模型和轻量级线程（goroutine）机制使得它在构建云计算和分布式系统方面表现出色，许多云服务提供商和分布式系统都采用Go语言编写，如Docker、Kubernetes等。
• 数据库和存储系统： Go语言优秀的并发性能使它适用于构建高性能的数据库和存储系统，许多数据库和存储系统都采用Go语言进行开发，如etcd、BoltDB等。
• 嵌入式系统： 尽管Go语言是一门高级编程语言，但其高效的编译速度和小巧的二进制文件，使得它在嵌入式系统领域也有所应用。Go语言可以用于编写一些轻量级的嵌入式系统和物联网设备。
• DevOps工具： 由于Go语言的高效编译和跨平台特性，使得它在开发和运维工具方面也得到广泛应用，许多DevOps工具都是用Go语言编写的，如Terraform、Prometheus等。

开发环境搭建

下载并安装SDK包

下载SDK包

搭建Go开发环境，首先需要在Go官方网站下载Go的软件开发工具包（Software Development Kit，SDK）。如下：

点击Download按钮后，根据自己的环境选择对应的SDK安装包下载即可。这里我下载的是Windows操作系统下Go 1.20版本的开发包。如下：

开发包选择说明：

• Mac操作系统：选择文件名中包含darwin的开发包。
• Unix操作系统：选择文件名中包含freebsd的开发包。
• Linux操作系统：选择文件名中包含Linux的开发包。
• Windows操作系统：选择文件名中包含Windows的开发包。
• 32位操作系统：选择文件名中包含386的开发包。
• 64位操作系统：选择文件名中包含amd64的开发包。
• 图形化安装包：Windows操作系统选择文件名后缀为.msi的开发包，Mac操作系统选择文件名后缀为.pkg的开发包。
• 解压即使用安装包：Windows操作系统选择文件名后缀为.zip的开发包，其他操作系统选择文件名后缀为.tar.gz的开发包。

注：gox.xx.src.tar.gz中存放的是对应版本的Go源代码。

安装SDK包

由于我下载的是解压即使用类型的安装包，因此只需将文件解压即可，解压后即可得到Go语言的编译器、标准库以及其他相关工具和文件的源代码。如下：

设置环境变量

设置环境变量

安装完Go的开发包后，需要设置如下三个环境变量：

• GOROOT：设置为Go开发包的安装路径。
• GOPATH：设置为将来开发Go项目的路径。
• PATH：添加Go开发包中bin目录的路径。

GOROOT的作用

在Go开发包的src目录中是Go标准库的源代码，其中每一个目录对应一个包，包名与目录名相同，比如fmt目录中存放的就是fmt包相关的源代码。如下：

GOROOT的作用：

• 在编写Go程序的过程中要使用标准库，需要通过import关键字指定包名进行引入。
• 编译器在编译Go程序时，会自动在GOROOT下的src目录中找到对应的标准库包。
• 如果没有正确设置GOROOT环境变量，那么在编译Go程序时就会报错cannot find package。

GOPATH的作用

GOPATH的作用：

• 在编写Go程序时，为了提高程序的可维护性和可读性，我们会将代码以包的形式进行划分，形成独立的功能模块或库，通过import关键字同样可以引入我们自己创建的包。
• 编译器在编译Go程序时，如果在GOROOT下的src目录中找不到import的包，那么会继续在GOPATH下的src目录中寻找。
• 如果没有正确设置GOPATH环境变量，并且在Go程序中引用了自己创建的包，那么在编译Go程序时同样会报错cannot find package。

PATH的作用

PATH的作用：

• PATH环境变量用于指定系统可执行文件的搜索路径，我们之所以能够在命令行中执行cmd命令，是因为这些命令对应的可执行文件所在的目录都被添加到了PATH环境变量中。
• Go开发包中的bin目录下存放的就是常用的Go相关的命令和工具，为了能够在任意路径下执行这些命令，因此需要将该目录添加到PATH环境变量中。

Go开发包中的bin目录下的可执行文件如下（不同Go版本可能不同）：

go命令提供了编译、构建、运行和测试Go程序的功能，通过go version命令可以查看当前的Go版本。如下：

gofmt命令用于格式化Go源代码，使其符合Go语言规范的格式。如下：

gofmt命令默认只会将格式化后的内容输出，如果需要将格式化后的内容写入文件，需要携带-w选项。如下：

特别注意： Go语言中的左大括号不能单独新起一行，否则会导致编译报错。

Go项目目录结构

Go项目目录结构

Go项目的目录结构没有固定的标准，作为Go初学者，可以使用下面这个简单的目录结构来组织项目。如下：

说明一下：

• src目录用于存放Go源代码，bin目录用于存放生成的可执行文件，config目录用于存放项目的配置文件。
• 考虑到项目可能用到第三方库，而go get命令下载的第三方库是放在GOPATH的src目录下的，比如在github下载的第三方库代码，会存放在src目录下的github.com目录中。为了更好的管理项目代码，可以在src目录下创建一个go_code目录，将项目代码统一放在go_code目录下。
• 对于每一个Go项目来说，如果项目比较庞大，可以在project目录下按包创建多个子目录存放项目代码，如果项目比较简单，也可以直接在project目录下创建一个go文件。
• Go项目目录结构中的src目录名不能改为其他名字，因为Go项目引入非标准库包时，固定是在GOPATH的src目录下找的。在通过import关键字指定引入非标准库包时，只需要从src开始（不包含src）指明包目录的路径即可。

Hello World程序

本篇博客介绍Golang的一些入门知识，于是我在go_code目录下创建了BasicKnowledge目录，用于存放本篇博客的所有代码，并在BasicKnowledge目录下创建了一个HelloWorld目录，用于编写Hello World程序。目录结构如下：

在HelloWorld目录下创建一个main.go文件，并在文件中编写Hello World代码。如下：

package main

import "fmt"

func main() {
   
   
	fmt.Pr