Go语言入门

 

Go 语言特色

• 简洁、快速、安全
• 并行、有趣、开源
• 内存管理、数组安全、编译迅速

Go 语言用途

Go 语言被设计成一门应用于搭载 Web 服务器，存储集群或类似用途的巨型中央服务器的系统编程语言。

对于高性能分布式系统领域而言，Go 语言无疑比大多数其它语言有着更高的开发效率。它提供了海量并行的支持，这对于游戏服务端的开发而言是再好不过了。

Go 语言结构

Go 语言的基础组成有以下几个部分：

• 包声明
• 引入包
• 函数
• 变量
• 语句 & 表达式
• 注释

package main

import "fmt"

func main() {
   /* 这是我的第一个简单的程序 */
   fmt.Println("Hello, World!")
}

　　

让我们来看下以上程序的各个部分：

1. 第一行代码 package main 定义了包名。你必须在源文件中非注释的第一行指明这个文件属于哪个包，如：package main。package main表示一个可独立执行的程序，每个 Go 应用程序都包含一个名为 main 的包。

2. 下一行 import "fmt" 告诉 Go 编译器这个程序需要使用 fmt 包（的函数，或其他元素），fmt 包实现了格式化 IO（输入/输出）的函数。

3. 下一行 func main() 是程序开始执行的函数。main 函数是每一个可执行程序所必须包含的，一般来说都是在启动后第一个执行的函数（如果有 init() 函数则会先执行该函数）。

4. 下一行 /*...*/ 是注释，在程序执行时将被忽略。单行注释是最常见的注释形式，你可以在任何地方使用以 // 开头的单行注释。多行注释也叫块注释，均已以 /* 开头，并以 */ 结尾，且不可以嵌套使用，多行注释一般用于包的文档描述或注释成块的代码片段。

5. 下一行 fmt.Println(...) 可以将字符串输出到控制台，并在最后自动增加换行字符 。 
   使用 fmt.Print("hello, world ") 可以得到相同的结果。 
   Print 和 Println 这两个函数也支持使用变量，如：fmt.Println(arr)。如果没有特别指定，它们会以默认的打印格式将变量 arr 输出到控制台。

6. 当标识符（包括常量、变量、类型、函数名、结构字段等等）以一个大写字母开头，如：Group1，那么使用这种形式的标识符的对象就可以被外部包的代码所使用（客户端程序需要先导入这个包），这被称为导出（像面向对象语言中的 public）；标识符如果以小写字母开头，则对包外是不可见的，但是他们在整个包的内部是可见并且可用的（像面向对象语言中的 protected ）。

注意

需要注意的是 { 不能单独放在一行

Go 语言基础语法

Go 标记

Go 程序可以由多个标记组成，可以是关键字，标识符，常量，字符串，符号。如以下 GO 语句由 6 个标记组成：

fmt.Println("Hello, World!")

　　

行分隔符

在 Go 程序中，一行代表一个语句结束。每个语句不需要像 C 家族中的其它语言一样以分号 ; 结尾，因为这些工作都将由 Go 编译器自动完成。

Go 语言变量

var identifier type

变量声明

第一种，指定变量类型，如果没有初始化，则变量默认为零值。

var v_name v_type
v_name = value

零值就是变量没有做初始化时系统默认设置的值。

第二种，根据值自行判定变量类型。

var v_name = value

第三种，省略 var, 注意 := 左侧如果没有声明新的变量，就产生编译错误，格式：

v_name := value

 这种不带声明格式的只能在函数体中出现

多变量声明

//类型相同多个变量, 非全局变量
var vname1, vname2, vname3 type
vname1, vname2, vname3 = v1, v2, v3

var vname1, vname2, vname3 = v1, v2, v3 // 和 python 很像,不需要显示声明类型，自动推断

vname1, vname2, vname3 := v1, v2, v3 // 出现在 := 左侧的变量不应该是已经被声明过的，否则会导致编译错误


// 这种因式分解关键字的写法一般用于声明全局变量
var (
    vname1 v_type1
    vname2 v_type2
)

值类型和引用类型

所有像 int、float、bool 和 string 这些基本类型都属于值类型，使用这些类型的变量直接指向存在内存中的值：

当使用等号 = 将一个变量的值赋值给另一个变量时，如：j = i，实际上是在内存中将 i 的值进行了拷贝：

基本类型是值类型

更复杂的数据通常会需要使用多个字，这些数据一般使用引用类型保存。

一个引用类型的变量 r1 存储的是 r1 的值所在的内存地址（数字），或内存地址中第一个字所在的位置。

这个内存地址为称之为指针，这个指针实际上也被存在另外的某一个字中。

同一个引用类型的指针指向的多个字可以是在连续的内存地址中（内存布局是连续的），这也是计算效率最高的一种存储形式；也可以将这些字分散存放在内存中，每个字都指示了下一个字所在的内存地址。

当使用赋值语句 r2 = r1 时，只有引用（地址）被复制。

简短形式，使用 := 赋值操作符

这是使用变量的首选形式，但是它只能被用在函数体内，而不可以用于全局变量的声明与赋值。使用操作符 := 可以高效地创建一个新的变量，称之为初始化声明。

注意事项

如果在相同的代码块中，我们不可以再次对于相同名称的变量使用初始化声明

如果你声明了一个局部变量却没有在相同的代码块中使用它，同样会得到编译错误

但是全局变量是允许声明但不使用。

同一类型的多个变量可以声明在同一行。

多变量可以在同一行进行赋值，用逗号分隔。这被称为 并行 或 同时 赋值。

空白标识符 _ 也被用于抛弃值，如值 5 在：_, b = 5, 7 中被抛弃。

_ 实际上是一个只写变量，你不能得到它的值。这样做是因为 Go 语言中你必须使用所有被声明的变量，但有时你并不需要使用从一个函数得到的所有返回值。

并行赋值也被用于当一个函数返回多个返回值时，比如这里的 val 和错误 err 是通过调用 Func1 函数同时得到：val, err = Func1(var1)。

Go 语言常量

常量中的数据类型只可以是布尔型、数字型（整数型、浮点型和复数）和字符串型。

常量的定义格式：

const identifier [type] = value

你可以省略类型说明符 [type]，因为编译器可以根据变量的值来推断其类型。

 

Go 语言条件语句

if 布尔表达式 {
   /* 在布尔表达式为 true 时执行 */
}else if 布尔表达式 {
   /* 在布尔表达式为 true 时执行 */
}else {
　　
}

　　

select？

Go 语言循环语句

for init; condition; post { }

当只有condition的时候和c语言的while类似

当什么都没有的时候相当于c语言的for(;;)

for 循环的 range 格式可以对 slice、map、数组、字符串等进行迭代循环。格式如下：

for key, value := range oldMap {
    newMap[key] = value
}

Go 语言函数

函数是基本的代码块，用于执行一个任务。

Go 语言最少有个 main() 函数。

你可以通过函数来划分不同功能，逻辑上每个函数执行的是指定的任务。

函数声明告诉了编译器函数的名称，返回类型，和参数。

Go 语言标准库提供了多种可动用的内置的函数。例如，len() 函数可以接受不同类型参数并返回该类型的长度。如果我们传入的是字符串则返回字符串的长度，如果传入的是数组，则返回数组中包含的元素个数。

Go 语言函数定义格式如下：

func function_name( [parameter list] ) [return_types] {
   函数体
}

默认情况下，Go 语言使用的是值传递，即在调用过程中不会影响到实际参数。

想实现引用传递就使用指针，传参数的地址

Go 语言函数闭包

Go里有函数类型的变量，这样，虽然不能在一个函数里直接声明另一个函数，但是可以在一个函数中声明一个匿名函数类型的变量，此时的匿名函数称为闭包（closure）。

 匿名函数是指不需要定义函数名的一种函数实现方式

闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。 
只有函数内部的子函数才能读取局部变量，因此可以把闭包简单理解成”定义在一个函数内部的函数”。

匿名函数可以直接赋值给一个变量或直接执行

虽然i是局部变量但是只要闭包还在使用，那么被闭包引用的变量就会一直存在 
而i除了在内部匿名函数中可以访问外，无法通过其他方式处理，因此保证了i的安全性

闭包被返回赋予一个同类型的变量时，同时赋值的是整个闭包的状态，该状态会一直存在外部被赋值的变量中，直到这个变量被销毁，整个闭包也被销毁。

由此得出以下两点
1.内函数对外函数 的变量的修改，是对变量的引用
2.变量被引用后，它所在的函数结束，这变量也不会马上被烧毁

闭包函数出现的条件：
1.被嵌套的函数引用到非本函数的外部变量，而且这外部变量不是“全局变量”;
2.嵌套的函数被独立了出来(被父函数返回或赋值 变成了独立的个体)，而被引用的变量所在的父函数已结束.

Golang并发中的闭包

占坑

Go 语言函数方法

Go 语言中同时有函数和方法。一个方法就是一个包含了接受者的函数，接受者可以是命名类型或者结构体类型的一个值或者是一个指针。所有给定类型的方法属于该类型的方法集。

语法格式如下：

func (variable_name variable_data_type) function_name() [return_type]{
   /* 函数体*/
}

Go 语言变量作用域

局部变量的作用域只在函数体内，参数和返回值变量也是局部变量。

全局变量可以在整个包甚至外部包（被导出后）使用。

形式参数会作为函数的局部变量来使用

Go 语言数组

Go 语言数组声明需要指定元素类型及元素个数，语法格式如下：

var variable_name [SIZE] variable_type

以下演示了数组初始化：

var balance = [5]float32{1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0}

Go 语言向函数传递数组

void myFunction(param []int){

}

形参可以指定数组大小也可以不指定

Go 语言指针

nil 指针也称为空指针。类似于NULL

Go 语言结构体

结构体定义需要使用 type 和 struct 语句。struct 语句定义一个新的数据类型，结构体有中有一个或多个成员。type 语句设定了结构体的名称。结构体的格式如下：

type struct_variable_type struct {
   member definition;
   member definition;
   ...
   member definition;
}

声明语法格式：

variable_name := structure_variable_type {value1, value2...valuen}
或
variable_name := structure_variable_type { key1: value1, key2: value2..., keyn: valuen}

使用结构体变量或者结构体指针访问结构体成员，都使用 "." 操作符：

Go 语言切片(Slice)

Go 语言切片是对数组的抽象。

Go 数组的长度不可改变，在特定场景中这样的集合就不太适用，Go中提供了一种灵活，功能强悍的内置类型切片("动态数组"),与数组相比切片的长度是不固定的，可以追加元素，在追加时可能使切片的容量增大。

你可以声明一个未指定大小的数组来定义切片

切片不需要说明长度。

或使用make()函数来创建切片:

var slice1 []type = make([]type, len)

也可以简写为

slice1 := make([]type, len)

这里 len 是数组的长度并且也是切片的初始长度。

append() 和 copy() 函数

slice = append(slice, data1,data2......)
//在slice里追加数据

copy(slice2,slice1)
//复制slice1的内容到slice2

Go 语言范围(Range)

Go 语言中 range 关键字用于 for 循环中迭代数组(array)、切片(slice)、通道(channel)或集合(map)的元素。在数组和切片中它返回元素的索引和索引对应的值，在集合中返回 key-value 对的 key 值。

Go 语言Map(集合)

可以使用内建函数 make 也可以使用 map 关键字来定义 Map:

/* 声明变量，默认 map 是 nil */
var map_variable map[key_data_type]value_data_type

/* 使用 make 函数 */
map_variable := make(map[key_data_type]value_data_type)

如果不初始化 map，那么就会创建一个 nil map。nil map 不能用来存放键值对

map必须要用make()进行初始化才能使用

range mp 会返回两个值，key和value

mp[key]会返回两个值，value和bool bool表示map中是否有value和key对应，如果没有的话value是0，bool是False

delete() 函数

delete() 函数用于删除集合的元素, 参数为 map 和其对应的 key。

Go 语言接口

Go 语言提供了另外一种数据类型即接口，它把所有的具有共性的方法定义在一起，任何其他类型只要实现了这些方法就是实现了这个接口。

Interface 是一组抽象方法（未具体实现的方法/仅包含方法名参数返回值的方法）的集合，如果实现了 interface 中的所有方法，即该类/对象就实现了该接口。

Interface 的声明格式：

type interfaceName interface {  
    //方法列表  
}  

Interface 可以被任意对象实现，一个类型/对象也可以实现多个 interface；
interface的变量可以持有任意实现该interface类型的对象。

/* 定义接口 */
type interface_name interface {
   method_name1 [return_type]
   method_name2 [return_type]
   method_name3 [return_type]
   ...
   method_namen [return_type]
}

/* 定义结构体 */
type struct_name struct {
   /* variables */
}

/* 实现接口方法 */
func (struct_name_variable struct_name) method_name1() [return_type] {
   /* 方法实现 */
}
...
func (struct_name_variable struct_name) method_namen() [return_type] {
   /* 方法实现*/
}

var inter interface_name
inter = new(struct_name)

inter.method_namen()

　　

接口变量可以直接指向实现了该接口的变量，然后这个接口变量只能调用自己定义的方法

Go 错误处理

Go 语言通过内置的错误接口提供了非常简单的错误处理机制。

error类型是一个接口类型，这是它的定义：

type error interface {
    Error() string
}

我们可以在编码中通过实现 error 接口类型来生成错误信息。

函数通常在最后的返回值中返回错误信息。使用errors.New 可返回一个错误信息：

Go语言（golang）的错误设计是通过返回值的方式，来强迫调用者对错误进行处理，要么你忽略，要么你处理（处理也可以是继续返回给调用者），对于golang这种设计方式，我们会在代码中写大量的if判断，以便做出决定。 

func main() {
	conent,err:=ioutil.ReadFile("filepath")
	if err !=nil{
		//错误处理
	}else {
		fmt.Println(string(conent))
	}
}

我们也可以实现error接口来自定义Error类型

func test_error(x int) (int, error) {
	if (x != 0) {
		return -x, nil
	} else {
		return x, &error_test{97}
	}
}

type error_test struct {
	key int
}

func (x *error_test) Error() string {
	return string(x.key) + " error test !"
}

Go 并发

Goroutines

Go 允许使用 go 语句开启一个新的运行期线程， 即 goroutine，以一个不同的、新创建的 goroutine 来执行一个函数。 同一个程序中的所有 goroutine 共享同一个地址空间。

Goroutines 可以看作是轻量级线程。创建一个 goroutine 非常简单，只需要把 go 关键字放在函数调用语句前。　　　　　　 

go f()

 

Channels

Channels 允许 go routines 之间相互通信。你可以把 channel 看作管道，goroutines 可以往里面发消息，也可以从中接收其它 go routines 的消息。

通道（channel）是用来传递数据的一个数据结构。

通道可用于两个 goroutine 之间通过传递一个指定类型的值来同步运行和通讯。操作符 <- 用于指定通道的方向，发送或接收。如果未指定方向，则为双向通道。

声明一个通道很简单，我们使用chan关键字即可，通道在使用前必须先创建：

ch := make(chan int)

注意：默认情况下，通道是不带缓冲区的。发送端发送数据，同时必须有接收端相应的接收数据。

通道缓冲区

通道可以设置缓冲区，通过 make 的第二个参数指定缓冲区大小：

ch := make(chan int, 100)

带缓冲区的通道允许发送端的数据发送和接收端的数据获取处于异步状态，就是说发送端发送的数据可以放在缓冲区里面，可以等待接收端去获取数据，而不是立刻需要接收端去获取数据。

不过由于缓冲区的大小是有限的，所以还是必须有接收端来接收数据的，否则缓冲区一满，数据发送端就无法再发送数据了。

注意：如果通道不带缓冲，发送方会阻塞直到接收方从通道中接收了值。如果通道带缓冲，发送方则会阻塞直到发送的值被拷贝到缓冲区内；如果缓冲区已满，则意味着需要等待直到某个接收方获取到一个值。接收方在有值可以接收之前会一直阻塞。

Go 遍历通道与关闭通道

Go 通过 range 关键字来实现遍历读取到的数据，类似于与数组或切片。格式如下：

for i := range ch{

}

　

v, ok := <-ch

如果通道接收不到数据后 ok 就为 false，这时通道就可以使用 close() 函数来关闭。

Channel Blocking

Channels 阻塞 goroutines 发生在各种情形下。这能在 goroutines 各自欢快地运行之前，实现彼此之间的短暂同步。

 

Unbuffered Channels

它们与众不同的地方在于每次只有一份数据可以通过。

Buffered Channels

buffered 和 unbuffered channels 工作原理类似，但有一点不同—在需要另一个 gorountine 取走数据之前，我们可以向 buffered channel 发送多份数据。

匿名的 Goroutines

如果只需要调用一次函数，通过这种方式我们可以让它在自己的 goroutine 中运行，而不需要创建一个正式的函数声明。函数匿名。

main 函数是一个 goroutine

main 函数确实运行在自己的 goroutine 中！更重要的是要知道，一旦 main 函数返回，它将关掉当前正在运行的其他 goroutines。这就是为什么我们在 main 函数的最后设置了一个定时器—它创建了一个 channel，并在 5 秒后发送一个值。

你可以遍历 channel

为了确保接收到channel里的所有信息，我们在处理channel里的数据时需要遍历channel，为了防止range被阻塞，发送完所有数据后发送方应该调用close(channel)来关闭channel防止接收方阻塞。

对 channel 进行非阻塞读

利用 Go 的 select case 语句可以实现对 channel 的非阻塞读。通过使用这这种语句，如果 channel 有数据，goroutine 将会从中读取，否则就执行默认的分支。

myChan := make(chan string)

go func(){
    myChan <- "Message!"
}()

select {
    case msg := <- myChan:
        fmt.Println(msg)
    default:
        fmt.Println("No Msg")
}
<-time.After(time.Second * 1)

select {
    case msg := <- myChan:
        fmt.Println(msg)
    default:
        fmt.Println("No Msg")
}

　　

对 channel 进行非阻塞写

非阻塞写也是使用同样的 select case 语句来实现，唯一不同的地方在于，case 语句看起来像是发送而不是接收。

select {
    case myChan <- "message":
        fmt.Println("sent the message")
    default:
        fmt.Println("no message sent")
}