[翻译]Go编程语言，或者：为什么除了它，其他类C语言都是垃圾(3)

浏览数：46 / 时间：2015年06月10日

继续前文的翻译。更进一步的对 Go 进行了介绍。一个德国人，用英文写了如此的长篇大论，这是一种什么样的国际主义精神……

———————–翻译分割线———————–

Go编程语言，或者：为什么除了它，其他类C语言都是垃圾

[翻译]Go编程语言，或者：为什么除了它，其他类C语言都是垃圾(1)

[翻译]Go编程语言，或者：为什么除了它，其他类C语言都是垃圾(2)

扩展

Go 真正强大的在于到现在为止，那些无法在 C、C++或者其他上面提到的任何语言中找到对应的地方。这些才是真正让 Go 光彩夺目的：

基于类型的对象 vs. 封装

没有类。类型和类型上的方法相互并无依赖。可以在任何类型上定义方法，也可以定义任何类型为一个新的类型，这和 C 中的 typedef 相似。与 C 或 C++ 的不同之处在于新的命名的类型有其自己的方法集合，而主要类型（那些作为基础的）的也会有方法集合：

type Handle int64

func (this Handle) String() string {
    return "This is a handle object that cannot be represented as String."
}

var global Handle

在这个例子中，global.String() 可以被调用。更进一步，我们获得了一个没有虚方法的对象系统。这没有任何运行时的麻烦，只是语法糖而已。

鸭子类型（译注：参考维基百科） vs. 多态

类型定义不能让两个独立的类型看起来相似。独立的类型就是独立的类型，在类型严格的语言中不允许创建一个通用类型实现多态。在大多数语言中有一个很流行的例子，就是值转换表达它的字符串的规则。Handle 类型用 Go 的规则定义了这样一个方法，但是没有展示如何让任意的类型都有这样一个 String 方法。

C++ 使用接口（可能利用虚基类）并且重载运算符来实现这个。Java 的 toString 是根类的一部分，因此会被继承，而其他调用规则都是根据接口来表达的。

Go 使用接口有些特别。不像 Java，它无须定义给定的类型匹配某个接口。如果可行，那么就自动作为那个接口：

type Stringer interface {
    String() string
}

这就是所有需要的。自动的，Handle 对象现在可以作为 Stringer 对象使用。如果它走起来像鸭子，叫起来像鸭子，并且看起来像鸭子，那么从任何实际用途出发，它就是鸭子。现在最棒的部分：它可以动态的工作。无须导入，甚至开发者无须知道接口的定义。

当类型作为接口使用时，运行时环境为了得到接口的运行时的反射的能力，构建了一个函数指针的表格。这样就会有一些运行时的开销。然而这进行了优化，所以只有很小的损失。接口表格只在真正使用的时候才进行计算，对于每个类型来说只计算一次。如果编译时能够确定实际的类型，就完全避免在运行时处理。方法调度应当比 Apple（已经相当酷了）的 Objective C 的调度略快。

类型嵌入 vs. 继承

类型的作用跟类类似，但是由于没有继承的层级，它们实际上是不同的。在之前的例子中，Handle 并没有从 int64 中继承任何方法。可以通过在声明体中包含基础数据类型，来定义一个类型结构实现类似继承的东西：（无耻的从“Effective Go”中窃取的例子）

type ReadWriter struct {
    *bufio.Reader    
    *bufio.Writer
}

bufio.Reader 和 bufio.Writer 有的所有方法这个类型都有。冲突用一个很简单的规则解决。毕竟这不是多重继承！每个基础类型都作为联合类型中的一个独立的数据对象存在，而来自子类型的每个方法只能看见它所拥有的对象。这个方法，就可获得良好实用的行为，而不存在类的多重继承导致的那些麻烦。抛开所有概念——这多多少少又是一个语法糖，无须运行时开销就让代码更加有表现力。

这同样工作于接口。联合类型匹配全部组成类型匹配的接口。解决引用的方法歧义的规则非常简单，而无法预测的情况被简单的禁止了。联合类型可以自由的按照需要重写组成的方法。

可见控制

开发中的主要单元是包。一个或者多个文件实现一个包，并且可以控制从包外访问的可见情况。这里没有复杂的可见系统，仅仅是可见或不可见。这是由排版规则控制的：公共名字由大写字母开始，私有名字用小写字母。这对于所有命名都有效。

这是个相当务实的方案。不像类型系统，这在竞争中相当有力，这里 Go 占领了中土：多数脚本语言完全不关心可见性或者依赖自觉规定，而学校式的 C 系语言有访问控制的细节。同样，这对于 Go 的对象模型也是一件好事。由于没有类继承并且嵌入对象是完全结合的，就没有需要有访问保护规则。下面会看到这是如何在实践中工作的。

没有构造函数

对象系统没有特别的构造函数。这里有一个零值的概念，例如用零初始化类型的所有字段。这要求在编写代码时，零值对于合法的“空”对象处理是有意义的。如果无法做到，就提供作为包函数的构造函数。

Goroutine 和 Channel

对于这种通用编程语言来说，这是最不寻常的功能。Goroutine 可以认为是极为轻量的一种线程。Go 运行时将这些映射为 pth 形式的多任务协作伪线程或真正的操作系统线程，前者拥有较低的开销，后者通过线程得到了非阻塞的行为，因此得到了两者的最优。

Channel 是有类型的缓存或无缓存的消息队列。一个简单的实现，真的。从一边装填入对象，从另一边取出来。你不得不在并行算法中做的许多事情都不再需要了。

Go 让 Goroutine 作为一等公民是一大进步，许多算法都可以用其作为核心。同段的栈使得每个线程的最小栈使用都比较低，通过模拟线程得到性能上的优势，除非使用阻塞的系统调用，也就是仅比普通函数调用的开销略多一点。

综上所述，Go 有真正的终极武器，Goroutine 可以用在许多地方，而不是标准的并发算法。Python 的 generator 函数可以作为模型，或者一个自定义的自由对象内存管理表。参阅在线文档，如此简单的并发实现是一件神奇的事情。

顺便说一下，通过设置环境变量，你可以告诉 Go 运行时希望使用多少个 CPU，这样 Goroutine 将会在开始的时候映射若干个原生线程（默认如果没有阻塞的系统调用，就不开启任何其他线程）。

缺陷

没有系统是完美的。Go 有一些缺陷，这里的列表列出了现在我遇到的：

二进制大小/运行时依赖

基本的 Go 二进制是静态链接，如果编译不包括调试信息，大约 750k。这和类似的 C 程序大小相同。我已经用 Go 主页上的“比较树”例子进行了测试，将其同类似结构的我的 C 实现进行了比较。

gccgo 可以编译动态链接的执行文件，但是 libc 在所有系统上，并且通常不需要考虑依赖，而 libgo 有大约 8MB 的额外的包。作为比较：libstdc++ 小于 1 MB，libc 小于 2MB。公平的说，它们相比 Go 的标准库要少做很多工作。然而，还是有很大差异以及有依赖问题。

6g/8g，原生的 Go 编译器，生成类似的执行文件，但是并不依赖 libc，它们是真正独立的。却也无法实现运行时的动态连接。

这也同样涉及小系统。在我的旁边是古老的 16MB 奔腾-100 笔记本，运行着 X 和 JWM 桌面，正愉快的播放我的音乐收藏。它甚至有 5MB 的内存用于磁盘缓冲。有可能用 Go 编写这样的系统吗？

不公平的权利

这个语言在许多方面存在特权。例如，特别的 make() 函数所做的工作，不能用用户的代码对其进行扩展。这在开始并不像看起来的那么糟糕，例如可以写一些与 make() 作用相同的代码，仅仅是没有办法对这个语言的构造进行加强。同样的问题在其他可能需要扩展的调用和保留字上都存在，例如 range。你或多或少被强制使用 goroutine 和 channel 扩展一个高级的出来。

我不确定这真得是个问题。假设 map、slice、goroutine 和 channel 是可选的实现，这个限制带来的冲击就不存在了。它并不损害代码的清晰程度和可读性，但是如果用过“可以模仿任何东西”的语言如 Perl 或者 Python，就会感觉有点不公平。

没有重载

重载是许多语义歧义的根源。有很好的理由让它滚蛋。但是，同时重载，尤其是运算符重载，是如此方便和可读的，因此我很想念它。Go 没有自动的类型转换，因此事情不会像在 C++ 中那样令人毛骨悚然。

作为例子，重载可能用于的地方，设想大数库、（数字）向量、矩阵，或者有限范文的数据类型。当处理夸平台数据交换，可以对特殊数据类型修改数学语义，会是一个巨大的胜利。对于处理古董机的数据，可以有补充的数字类型，例如，用完全模拟目标平台的运算，来代替依赖当前平台语义上的相同。

有限的鸭子类型

不幸的是，鸭子类型是不完全的。设想一个像这样的接口：

type Arithmetic interface {
    Add(other int) Arithmetic
}

函数 Add 的参数和返回值将会限制自动的类型化。一个有方法 func (this MyObj) Add(other int) MyObj 的对象不匹配 Arithmetic。有许多类似这样的例子，而它们中的一部分很难决定到底应该用鸭子类型覆盖它们，或者当前的规则更好。你可能落入许多不太明显的问题中，因此这是个“保持简单可能会更好”的例子，但我总是觉得不够方便。

Russ Cox，Go 核心的作者之一，说明：