Golang 學習筆記 - 初步接觸 Go!
Gkfat 全端打雜工
  2021-09-05 08:34:03 2021-09-05 08:34    2.3k 字數  

為了看懂後端主管寫的專案原始碼，趁著最近專案開發中間空檔，趕快來學習一下 Golang！基於自學習慣，我會先概覽這個語言的基礎，之後再針對遇到的主題進一步研究。

本次整理出三個部分：

Go的資料型別

數字（Number）

  • 無號整數：uint、uint8、uint16、uint32、uint64
  • 有號整數：int、int8、int16、int32、int64
  • 浮點數：float32、float64
  • 複數：complex64、complex128

    字串（String）

  • string：UTF-8 編碼的字串
  • byte：不以編碼處理的字串
  • rune：型別為int32 的值

    布林（Boolean）

  • true：真
  • false：偽

    陣列（Array）

  • 以數字為索引的線性容器，長度固定。

    結構（Struct）

  • 宣告一個資料結構（非實體），具有哪些參數以及型別。

    指標（Pointer）

  • 指向儲存其他值的「位址」，透過指標可間接存取值。

    切片（Slice）

  • 以數字為索引的線性容器，長度可以伸縮。

    映射（Map）

  • 以 key-value pair 的非線性資料結構，以雜湊方式儲存在記憶體中。

    函式（Function）

  • 提供具有行為的函式，作為型別來定義變數。

    通道（Channel）

  • 在 Goroutine 之間傳遞資料。

    介面（Interface）

  • 抽象型別，不顯露內部的值，而只提供可操作的行為。

Go的套件

Go 以 package 來組織程式，因此每個原始碼檔案的開頭都會是 package <fileName>，以作為一個 package 來讓其他檔案調用。

下面整理 Go 內建的一些常用套件。

fmt：格式化輸出以及掃描輸入

轉換格式：fmt.Print()、fmt.Printf()、fmt.Println()

轉換格式後輸出值，如下例：

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appleColor := "red"
fmt.Printf("Color of apple: %v\n", appleColor)
// 印出 Color of apple: red

fmt.Printf("Color of apple: %q\n", appleColor)
// 印出 Color of apple: "red"

fmt.Printf("Color of apple: %T\n", appleColor)
// 印出 Color of apple: string
常用轉換格式
%v 值自然格式
%s 字串
%q 加引號的字串
%T 值型別

組合字串：fmt.Sprint()、fmt.Sprintln()、fmt.Sprintf()

不會印出東西，而是拿來組合字串用的。

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v1 := "I"
v2 := "am"
v3 := "Iron Man"

combineString := fmt.Sprintln(v1, v2, v3)
fmt.Println(combineString)
// 印出 I am Iron Man

os、io、bufio：存取作業系統

存取作業系統：os.Open()、os.Create()、os.Remove()、os.Mkdir()

建立、編輯或移除作業系統中的資料夾、檔案。

存取命令列參數：os.Args[1:]

取得開啟檔案時命令列的參數，[1:] 為刪除掉第一個參數（程式執行的路徑）。

存取作業系統：io/ioutil.ReadFile()、io/ioutil.ReadDir()

建立、編輯或移除作業系統中的資料夾、檔案。

存取作業系統：bufio.NewWriter()

實作了 io 的一些介面，能更方便地建立、編輯或移除作業系統中的資料夾、檔案。
。

如果你跟我一樣，覺得這些 Package 都很像，產生了「這麼多種，到底什麼時候要用哪個？差別在哪裡？」的疑惑，可以看看這篇：掘金 - Go指南10-谈谈对Golang IO读写的困惑

flag：從命令列取得參數在程式碼中使用

設置外來變數：flag.String()、flag.Bool()、flag.Int()、flag.Var()

使用這個套件，可以讓使用者在啟動專案時代入參數，進而達到一份專案中包含多功能的效果。

Go的撰寫風格

使用指標（Pointer）來做變數處理

在宣告一個變數時，會在記憶體中給予其一個位址來存放它的相關設定（型別、值），而 Go 提供一種方法來取用該變數的位址或者指向它做變更，這樣就不用拷貝該變數，多消耗一個記憶體位址。當需要跨函式對同一變數做存取時，這個方法相當有幫助。

  • *：Point to，指向某個記憶體位址的值
  • &：Address of，某個變數的記憶體位址
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a := 7   // 宣告一個 int 變數
p := &a  // 宣告一個變數 p，指向 a 的位址

fmt.Printf("Value of a:%v\n", a)
// 印出 Value of a:7

fmt.Printf("Address of a:%v\n", &a)
// 印出 Address of a:0xc000118000

fmt.Printf("Value of p:%v\n", p)
// 印出 Value of p:0xc000118000

*p = 8   // 修改 *p 的值，影響到 a
fmt.Printf("Value of a:%v\n", a)
// 印出 Value of a:8

從上述例子可以看出，p 這個變數儲存的是 a 的記憶體位址，而修改 *p 的值，等於修改到 a 的值。若將 p（a.k.a:a 的記憶體位址）作為變數在函式之間傳遞使用，再用指標指向 *p，就可以在各函式之間對同一個變數做處理，不用一直耗費記憶體來建立新的變數。

利用 defer（延遲觸發）來做例外處理

對於例外處理的這一塊，因為還沒有實際寫出一個 Go 專案，因此還不是很能領會實作方式。

defer（延遲處理）

  • 使用 defer 將工作延遲到想要的時間點執行。
  • 當程式結束時，多個 defer 處理將以反向順序執行，也就是 LIFO（Last In First Out）。

    panic（中斷）

  • 當發生錯誤（也就是常見的 err != nil）時，透過 panic 來將函式中斷。

    recover（恢復）

  • 在發生了 panic 而導致流程中斷後，如果想要讓程式繼續做別的處理，就可以使用 recover。但 recover 必須在 defer 中執行，否則回傳值會是 nil。

利用 goroutine 來做併發處理

Go 特色之一就是對於 concurrency 的處理，而 Go 提供的作法就是使用 goroutine。

Goroutine（執行緒）

只要在函式前加上 go，就會開啟一個新的 goroutine。

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f()    // 呼叫執行 f()
go f() // 建立一個新的 goroutine 來呼叫執行 f()

Goroutine 能讓各個函式同時進行，而不用相互等待，我以前端的 Ajax，或 Python 的 Thread 來理解，就比較能想像了。

Channel（通道）+ Select（選擇）

Channel 是運行中的 goroutine 之間的連線管道，可以讓其中一個 goroutine 發送訊息給其他 goroutine。要建構 channel，可以這樣做：

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ch := make(chan int)     // 建構一個型別為 chan int 的 channel
ch2 := make(chan string) // 建構一個型別為 chan string 的 channel
ch3 := make(chan bool)   // 建構一個型別為 chan bool 的 channel

Channel 具有 發送 與 接收 兩種基本操作，通稱為 通訊。

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ch <- x   // 發送 x 給 channel
y  <- ch  // y 接收來自 ch 的值
<- ch     // 拋棄結果
close(ch) // 關閉 channel

可以透過 關閉 操作來讓 channel 不再接收值，若再發送值到此 channel，會引發 panic。在已經關閉的 channel 上取值，會取出直到沒有值為止，之後的接收操作會得到 nil。

對 channel 的進一步討論，我會另外再整理一篇心得。

Mutex（互斥鎖）

當有多個 gouroutine 在運行中時，有時會出現互相影響的狀況，此時需要設定讓其中一個 goroutine 先執行完畢，才能開放給其他 goroutine 使用，而這樣的方式就是 Mutex.Lock()。《精通 Go 程式設計》中舉了以下例子：

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import "sync"

var (
    mu sync.Mutex
    balance int
)

func Deposit(amount int) {
    mu.Lock()                   // 上鎖
    balance = balance + amount  // 確保一次只有一個 goroutine 能改變餘額
    mu.Unlock()                 // 釋放鎖
}

func Balance() int {
    mu.Lock()
    b := balance
    mu.Unlock()
    return b
}

WaitGroup（等待群組）

若今天要等到所有 goroutine 都處理完畢再進行下一個動作，除了 channel 之外，sync 套件也提供了 WaitGroup 的方式來達到這樣的效果（以 UML 來說，就是「等待分支節點結合 Join」）。

詳細的 WaitGroup 使用方式就不贅述。

Context（背景）

叫做背景可能不太精確，context 是在剛開始用 gin 寫 http server 的時候就很常見的一個東西，但實際上還是不太了解它的意思。經過粗淺的研究後，才知道 context 的主要用途，是在背景管理所有不定數量的 goroutine。

對於目前的我來說，理解 context 還太早，等之後對 goroutine 的使用更熟悉了，再回頭來重新認識 context，會是比較有效率的學習方式。

小結

經過本文的整理，對 Go 有了基本淺層的認識，也大致上知道 Go 的優勢以及風格是什麼，這樣應該會對理解主管的專案程式碼有些許的幫助（吧）。愈學愈覺得，Go 是個很棒的語言，主要是他的規範很嚴格，但又相當好懂，對於整理與維護來說非常友善！雖然目前的自己都在寫義大利麵 code，但心中也是有著寫 clean code 的嚮往啊！

總而言之，大家一起學 Go 吧！

參考資料：

  • 文章標題：Golang 學習筆記 - 初步接觸 Go!
  • 文章作者：Gkfat
  • 撰寫時間：2021-09-05 08:34:03
  • 永久連結：https://gkfat.github.io/2021/09/05/golang-basic/
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