Go语言的10个实用技术

英文原文：Ten Useful Techniques in Go

　这里是我过去几年中编写的大量 Go 代码的经验总结而来的自己的最佳实践。我相信它们具有弹性的。这里的弹性是指：

　　某个应用需要适配一个灵活的环境。你不希望每过 3 到 4 个月就不得不将它们全部重构一遍。添加新的特性应当很容易。许多人参与开发该应用，它应当可以被理解，且维护简单。许多人使用该应用，bug 应该容易被发现并且可以快速的修复。我用了很长的时间学到了这些事情。其中的一些很微小，但对于许多事情都会有影响。所有这些都仅仅是建议，具体情况具体 对待，并且如果有帮助的话务必告诉我。随时留言:)

　　1. 使用单一的 GOPATH

　　多个 GOPATH 的情况并不具有弹性。GOPATH 本身就是高度自我完备的（通过导入路径）。有多个 GOPATH 会导致某些副作用，例如可能使用了给定的库的不同的版本。你可能在某个地方升级了它，但是其他地方却没有升级。而且，我还没遇到过任何一个需要使用多个 GOPATH 的情况。所以只使用单一的 GOPATH，这会提升你 Go 的开发进度。

　　许多人不同意这一观点，接下来我会做一些澄清。像 etcd 或 camlistore 这样的大项目使用了像 godep 这 样的工具，将所有依赖保存到某个目录中。也就是说，这些项目自身有一个单一的 GOPATH。它们只能在这个目录里找到对应的版本。除非你的项目很大并且极为重要，否则不要为每个项目使用不同的 GOPATH。如果你认为项目需要一个自己的 GOPATH 目录，那么就创建它，否则不要尝试使用多个 GOPATH。它只会拖慢你的进度。

　　2. 将 for-select 封装到函数中

　　如果在某个条件下，你需要从 for-select 中退出，就需要使用标签。例如：

func main () {
L:
    for {
        select {
        case <-time.After (time.Second):
            fmt.Println ("hello")
        default:
            break L
        }
    }
    fmt.Println ("ending")
}

　　如你所见，需要联合break使用标签。这有其用途，不过我不喜欢。这个例子中的 for 循环看起来很小，但是通常它们会更大，而判断break的条件也更为冗长。

　　如果需要退出循环，我会将 for-select 封装到函数中：

func main () {
    foo ()
    fmt.Println ("ending")
}
func foo () {
    for {
        select {
        case <-time.After (time.Second):
            fmt.Println ("hello")
        default:
            return         }
    }
}

　　你还可以返回一个错误（或任何其他值），也是同样漂亮的，只需要：

// 阻塞 if err := foo (); 
err != nil {
    // 处理 err 
}

　　3. 在初始化结构体时使用带有标签的语法

　　这是一个无标签语法的例子：

type T struct {
    Foo string
    Bar int }
func main () {
    t := T{"example", 123} // 无标签语法 fmt.Printf ("t %+v\n", t)
}

　　那么如果你添加一个新的字段到T结构体，代码会编译失败：

type T struct {
    Foo string
    Bar int     Qux string
}
 
func main () {
    t := T{"example", 123} // 无法编译 fmt.Printf ("t %+v\n", t)
}

　　如果使用了标签语法，Go 的兼容性规则（http://golang.org/doc/go1compat）会处理代码。例如在向net包的类型添加叫做Zone的字段，参见：http://golang.org/doc/go1.1#library。回到我们的例子，使用标签语法：

type T struct {
    Foo string
    Bar int     Qux string
}
func main () {
    t := T{Foo: "example", Qux: 123}
    fmt.Printf ("t %+v\n", t)
}

　　这个编译起来没问题，而且弹性也好。不论你如何添加其他字段到T结构体。你的代码总是能编译，并且在以后的 Go 的版本也可以保证这一点。只要在代码集中执行go vet，就可以发现所有的无标签的语法。

　　4. 将结构体的初始化拆分到多行

　　如果有两个以上的字段，那么就用多行。它会让你的代码更加容易阅读，也就是说不要：

T{Foo: "example", Bar:someLongVariable, Qux:anotherLongVariable, B: forgetToAddThisToo}

　　而是：

T{
    Foo: "example",
    Bar: someLongVariable,
    Qux: anotherLongVariable,
    B: forgetToAddThisToo,
}

　　这有许多好处，首先它容易阅读，其次它使得允许或屏蔽字段初始化变得容易（只要注释或删除它们），最后添加其他字段也更容易（只要添加一行）。

　　5. 为整数常量添加 String () 方法

　　如果你利用 iota 来使用自定义的整数枚举类型，务必要为其添加 String () 方法。例如，像这样：

type State int const (
    Running State = iota
    Stopped
    Rebooting
    Terminated
)

　　如果你创建了这个类型的一个变量，然后输出，会得到一个整数（http://play.golang.org/p/V5VVFB05HB）：

func main () {
    state := Running
    // print: "state 0" fmt.Println ("state ", state)
}

　　除非你回顾常量定义，否则这里的0看起来毫无意义。只需要为State类型添加String ()方法就可以修复这个问题（http://play.golang.org/p/ewMKl6K302）：

func (s State) String () string {
    switch s {
    case Running:
        return "Running" case Stopped:
        return "Stopped" case Rebooting:
        return "Rebooting" case Terminated:
        return "Terminated" default:
        return "Unknown"     }
}

　　新的输出是：state: Running。显然现在看起来可读性好了很多。在你调试程序的时候，这会带来更多的便利。同时还可以在实现 MarshalJSON ()、UnmarshalJSON () 这类方法的时候使用同样的手段。

　　6. 让 iota 从 a +1 开始增量

　　在前面的例子中同时也产生了一个我已经遇到过许多次的 bug。假设你有一个新的结构体，有一个State字段：

type T struct {
    Name  string
    Port  int     State State
}

　　现在如果基于 T 创建一个新的变量，然后输出，你会得到奇怪的结果（http://play.golang.org/p/LPG2RF3y39）：

func main () {
    t := T{Name: "example", Port: 6666}
 
    // prints: "t {Name:example Port:6666 State:Running}" fmt.Printf ("t %+v\n", t)
}

　　看到 bug 了吗？State字段没有初始化，Go 默认使用对应类型的零值进行填充。由于State是一个整数，零值也就是0，但在我们的例子中它表示Running。

　　那么如何知道 State 被初始化了？还是它真得是在Running模式？没有办法区分它们，那么这就会产生未知的、不可预测的 bug。不过，修复这个很容易，只要让 iota 从 +1 开始（http://play.golang.org/p/VyAq-3OItv）：

const (
    Running State = iota + 1     Stopped
    Rebooting
    Terminated
)

　　现在t变量将默认输出Unknown，不是吗？ 

func main () {
    t := T{Name: "example", Port: 6666}
    // 输出： "t {Name:example Port:6666 State:Unknown}" fmt.Printf ("t %+v\n", t)
}

　　不过让 iota 从零值开始也是一种解决办法。例如，你可以引入一个新的状态叫做Unknown，将其修改为：

const (
    Unknown State = iota
    Running
    Stopped
    Rebooting
    Terminated
)

　　7. 返回函数调用

　　我已经看过很多代码例如（http://play.golang.org/p/8Rz1EJwFTZ）：

func bar () (string, error) {
    v, err := foo ()
    if err != nil {
        return "", err
    }
    return v, nil
}

　　然而，你只需要：

func bar () (string, error) {
    return foo ()
}

　　更简单也更容易阅读（当然，除非你要对某些内部的值做一些记录）。

　　8. 把 slice、map 等定义为自定义类型

　　将 slice 或 map 定义成自定义类型可以让代码维护起来更加容易。假设有一个Server类型和一个返回服务器列表的函数：

type Server struct {
    Name string
}
func ListServers () []Server {
    return []Server{
        {Name: "Server1"},
        {Name: "Server2"},
        {Name: "Foo1"},
        {Name: "Foo2"},
    }
}

　　现在假设需要获取某些特定名字的服务器。需要对 ListServers () 做一些改动，增加筛选条件：

// ListServers 返回服务器列表。只会返回包含 name 的服务器。空的 name 将会返回所有服务器。  
func ListServers (name string) []Server {
    servers := []Server{
        {Name: "Server1"},
        {Name: "Server2"},
        {Name: "Foo1"},
        {Name: "Foo2"},
    }
    // 返回所有服务器 if name == "" {
        return servers
    }
    // 返回过滤后的结果 filtered := make ([]Server, 0)
    for _, server := range servers {
        if strings.Contains (server.Name, name) {
            filtered = append (filtered, server)
        }
    }
    return filtered
}

　　现在可以用这个来筛选有字符串Foo的服务器：

func main () {
    servers := ListServers ("Foo")
    // 输出：“servers [{Name:Foo1} {Name:Foo2}]” fmt.Printf ("servers %+v\n", servers)
}

　　显然这个函数能够正常工作。不过它的弹性并不好。如果你想对服务器集合引入其他逻辑的话会如何呢？例如检查所有服务器的状态，为每个服务器创建一个数据库记录，用其他字段进行筛选等等……

　　现在引入一个叫做Servers的新类型，并且修改原始版本的 ListServers () 返回这个新类型：

type Servers []Server
 // ListServers 返回服务器列表 func ListServers () Servers {
    return []Server{
        {Name: "Server1"},
        {Name: "Server2"},
        {Name: "Foo1"},
        {Name: "Foo2"},
    }
}

　　现在需要做的是只要为Servers类型添加一个新的Filter ()方法：

　　现在可以针对字符串Foo筛选服务器：

func main () {
    servers := ListServers ()
    servers = servers.Filter ("Foo")
    fmt.Printf ("servers %+v\n", servers)
}

　　哈！看到你的代码是多么的简单了吗？还想对服务器的状态进行检查？或者为每个服务器添加一条数据库记录？没问题，添加以下新方法即可：

func (s Servers) Check ()
func (s Servers) AddRecord ()
func (s Servers) Len ()
...

　　9. withContext 封装函数

　　有时对于函数会有一些重复劳动，例如锁/解锁，初始化一个新的局部上下文，准备初始化变量等等……这里有一个例子：

func foo () {
    mu.Lock ()
    defer mu.Unlock ()
    // foo 相关的工作 }
func bar () {
    mu.Lock ()
    defer mu.Unlock ()
    // bar 相关的工作 }
func qux () {
    mu.Lock ()
    defer mu.Unlock ()
    // qux 相关的工作 }

　　如果你想要修改某个内容，你需要对所有的都进行修改。如果它是一个常见的任务，那么最好创建一个叫做withContext的函数。这个函数的输入参数是另一个函数，并用调用者提供的上下文来调用它：

func withLockContext (fn func ()) {
    mu.Lock
    defer mu.Unlock ()
    fn ()
}

　　只需要将之前的函数用这个进行封装：

func foo () {
    withLockContext (func () {
        // foo 相关工作     })
}
 
func bar () {
    withLockContext (func () {
        // bar 相关工作     })
}
 
func qux () {
    withLockContext (func () {
        // qux 相关工作     })
}

　　不要光想着加锁的情形。对此来说最好的用例是数据库链接。现在对 withContext 函数作一些小小的改动：

func withDBContext (fn func (db DB) error) error {
    // 从连接池获取一个数据库连接 dbConn := NewDB ()
 
    return fn (dbConn)
}

　　如你所见，它获取一个连接，然后传递给提供的参数，并且在调用函数的时候返回错误。你需要做的只是：

func foo () {
    withDBContext (func (db *DB) error {
        // foo 相关工作     })
}
func bar () {
    withDBContext (func (db *DB) error {
        // bar 相关工作     })
}
func qux () {
    withDBContext (func (db *DB) error {
        // qux 相关工作     })
}

　　你在考虑一个不同的场景，例如作一些预初始化？没问题，只需要将它们加到withDBContext就可以了。这对于测试也同样有效。

　　这个方法有个缺陷，它增加了缩进并且更难阅读。再次提示，永远寻找最简单的解决方案。

　　10. 为访问 map 增加 setter，getters

　　如果你重度使用 map 读写数据，那么就为其添加 getter 和 setter 吧。通过 getter 和 setter 你可以将逻辑封分别装到函数里。这里最常见的错误就是并发访问。如果你在某个 goroutein 里有这样的代码：

m["foo"] = bar

　　还有这个：

delete (m, "foo")

　　会发生什么？你们中的大多数应当已经非常熟悉这样的竞态了。简单来说这个竞态是由于 map 默认并非线程安全。不过你可以用互斥量来保护它们：

mu.Lock ()
m["foo"] = "bar" mu.Unlock ()

　　以及：

mu.Lock ()
delete (m, "foo")
mu.Unlock ()

　　假设你在其他地方也使用这个 map。你必须把互斥量放得到处都是！然而通过 getter 和 setter 函数就可以很容易的避免这个问题：

func Put (key, value string) {
    mu.Lock ()
    m[key] = value
    mu.Unlock ()
}
func Delete (key string) {
    mu.Lock ()
    delete (m, key)
    mu.Unlock ()
}

　　使用接口可以对这一过程做进一步的改进。你可以将实现完全隐藏起来。只使用一个简单的、设计良好的接口，然后让包的用户使用它们：

type Storage interface {
    Delete (key string)
    Get (key string) string
    Put (key, value string)
}

　　这只是个例子，不过你应该能体会到。对于底层的实现使用什么都没关系。不光是使用接口本身很简单，而且还解决了暴露内部数据结构带来的大量的问题。

　　但是得承认，有时只是为了同时对若干个变量加锁就使用接口会有些过分。理解你的程序，并且在你需要的时候使用这些改进。

　　总结

　　抽象永远都不是容易的事情。有时，最简单的就是你已经实现的方法。要知道，不要让你的代码看起来很聪明。Go 天生就是个简单的语言，在大多数情况下只会有一种方法来作某事。简单是力量的源泉，也是为什么在人的层面它表现的如此有弹性。

　　如果必要的话，使用这些基数。例如将[]Server转化为Servers是另一种抽象，仅在你有一个合理的理由的情况下这么做。不过有一些技术，如 iota 从 1 开始计数总是有用的。再次提醒，永远保持简单。

　　特别感谢 Cihangir Savas、Andrew Gerrand、Ben Johnson 和 Damian Gryski 提供的极具价值的反馈和建议。

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