1.序言
Golang作為一門出身名門望族的編程語言新星,像豆瓣的Redis平臺Codis、類Evernote的云筆記leanote等。
1.1 為什么要學習
如果有人說X語言比Y語言好,兩方的支持者經常會激烈地爭吵。如果你是某種語言老手,你就是那門語言的“傳道者”,下意識地會保護它。無論承認與否,你都已被困在一個隧道里,你看到的完全是局限的?!缎ど昕说木融H》對此有很好的注腳:
[Red] These walls are funny. First you hate ‘em, then you get used to ‘em. Enough time passes, you get so you depend on them. That's institutionalized.
這些墻很有趣。起初你恨它們,之后你習慣了它們。隨著時間流逝,你開始以來它們。這就是體制。
在你還沒有被完全“體制化”時,為何不多學些語言,哪怕只是淺嘗輒止,潛移默化中也許你的思維壁壘就松動了。不管是Golang還是Ruby還是其他語言,當看到一些語法習慣與之前熟悉的C和Java不同時,的確潛意識里就會產生抵觸情緒,覺得這不好,還是自己習慣的那套好。長此以往,如果不能沖破自己的心理,“坐以待斃”,被時間淘汰恐怕只是早晚的事兒。所以這里的關鍵也 不是非要學習Golang,而是要不斷地學!
1.2 用什么工具來開發
Golang也有專門的IDE,但由于最近迷上了Sublime Text神器,所以這里還是用ST來學習Golang。配置步驟與在ST中使用其他語言開發都類似:
安裝智能提示插件GoSublime
創建編譯配置腳本
點Preferences -> Package Settings -> GoSublime -> User Settings中寫入(感覺保存時自動格式化出來的縮進、空格等風格有些“討厭”,所以就禁掉了):
復制代碼 代碼如下:
{
"fmt_enabled": false,
"env": {
"path":"D:\\Program Files (x86)\\Go\bin"
}
}
點新建Build System產生go.sublime-build中寫入:
{
"path": "D:\\Program Files (x86)\\Go\\bin",
"cmd": ["go", "run", "${file}"],
"selector": "source.go"
}
2.你好,世界
Golang版的HelloWorld來了!一眼望去,package和import的聲明方式與Java如出一轍,比較明顯的區別是:func關鍵字、每行末尾沒有分號、Println()大寫的函數名。這個例子雖小,卻“五臟俱全”,后面會逐一分析這個小例子中碰到的Golang語法點。
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
func main() {
fmt.Println("你好,世界!")
}
2.1 運行方式
Golang提供了go run“解釋”執行和go build編譯執行兩種運行方式,所謂的“解釋”執行其實也是編譯出了可執行文件后才執行的。
復制代碼 代碼如下:
$ go run helloworld.go
你好,世界!
復制代碼 代碼如下:
$ go build helloworld.go
$ ls
helloworld helloworld.go
復制代碼 代碼如下:
$ ./helloworld
你好,世界!
2.2 Package管理
上面例子中我們使用的就是fmt包下的Println()函數。Golang約定:我們可以用./或../相對路徑來引自己的package;如果不是相對路徑,那么go會去$GOPATH/src下查找。
2.3 格式化輸出
類似C、Java等語言,Golang的fmt包提供了格式化輸出功能,而且像%d、%s等占位符和\t、\r、\n轉義也幾乎完全一致。但Golang的Println不支持格式化,只有Printf支持,所以我們經常會在后面加入\n換行。此外,Golang加入了%T打印值的類型,%v打印數組等集合的所有元素。
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
import "math"
/**
* This is Printer!
* 布爾值:false
* 二進制:11111111
* 八進制:377
* 十六進制:FF
* 十進制:255
* 浮點數:3.141593
* 字符串:printer
*
* 對象類型:int,string,bool,float64
* 集合:[1 2 3 4 5]
*/
func main() {
fmt.Println("This is Printer!")
fmt.Printf("布爾值:%t\n", 1 == 2)
fmt.Printf("二進制:%b\n", 255)
fmt.Printf("八進制:%o\n", 255)
fmt.Printf("十六進制:%X\n", 255)
fmt.Printf("十進制:%d\n", 255)
fmt.Printf("浮點數:%f\n", math.Pi)
fmt.Printf("字符串:%s\n", "printer")
fmt.Printf("對象類型:%T,%T,%T,%T\n", 1, "hello", true, math.E)
fmt.Printf("集合:%v\n", [5]int{1, 2, 3, 4, 5})
}
3.語法基礎
3.1 變量和常量
雖然Golang是靜態類型語言,卻用類似JavaScript中的var關鍵字聲明變量。而且像同樣是靜態語言的Scala一樣,支持類型自動推斷。有一點很重要的不同是:如果明確指明變量類型的話,類型要放在變量名后面。這有點別扭吧?!后面會看到函數的入參和返回值的類型也要這樣聲明。
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
/**
* 單變量聲明:num[100], word[hello]
* 多變量聲明:i[1], i[2], k[3]
* 推導類型:b1[true], b2[false]
* 常量:age[20], pi[3.141593]
*/
func main() {
var num int = 100
var word string = "hello"
fmt.Printf("單變量聲明:num[%d], word[%s]\n", num, word)
var i, j, k int = 1, 2, 3
fmt.Printf("多變量聲明:i[%d], i[%d], k[%d]\n", i, j, k)
var b1 = true
b2 := false
fmt.Printf("推導類型:b1[%t], b2[%t]\n", b1, b2)
const age int = 20
const pi float32 = 3.1415926
fmt.Printf("常量:age[%d], pi[%f]\n", age, pi)
}
3.2 控制語句
作為最基本的語法要素,Golang的各種控制語句也是特點鮮明。在對C繼承發揚的同時,也有自己的想法融入其中:
if/switch/for的條件部分都沒有圓括號,但必須有花括號。
switch的case中不需要break?!禖專家編程》里也“控訴”了C的fall-through問題。既然90%以上的情況都要break,為何不將break作為case的默認行為?而且編程語言后來者也鮮有糾正這一問題的。
switch的case條件可以是多個值。
Golang中沒有while。
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
/**
* testIf: x[2] is even
* testIf: x[3] is odd
*
* testSwitch: One
* testSwitch: Two
* testSwitch: Three, Four, Five [3]
* testSwitch: Three, Four, Five [4]
* testSwitch: Three, Four, Five [5]
*
* 標準模式:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6]
* While模式:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6]
* 死循環模式:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6]
*/
func main() {
testIf(2)
testIf(3)
testSwitch(1)
testSwitch(2)
testSwitch(3)
testSwitch(4)
testSwitch(5)
testFor(7)
}
func testIf(x int) {
if x % 2 == 0 {
fmt.Printf("testIf: x[%d] is even\n", x)
} else {
fmt.Printf("testIf: x[%d] is odd\n", x)
}
}
func testSwitch(i int) {
switch i {
case 1:
fmt.Println("testSwitch: One")
case 2:
fmt.Println("testSwitch: Two")
case 3, 4, 5:
fmt.Printf("testSwitch: Three, Four, Five [%d]\n", i)
default:
fmt.Printf("testSwitch: Invalid value[%d]\n", i)
}
}
func testFor(upper int) {
fmt.Print("標準模式:")
for i := 0; i upper; i++ {
fmt.Printf("[%d] ", i)
}
fmt.Println()
fmt.Print("While模式:")
j := 0
for j upper {
fmt.Printf("[%d] ", j)
j++
}
fmt.Println()
fmt.Print("死循環模式:")
k := 0
for {
if (k >= upper) {
break
}
fmt.Printf("[%d] ", k)
k++
}
fmt.Println()
}
分號和花括號
分號由詞法分析器在掃描源代碼過程自動插入的,分析器使用簡單的規則:如果在一個新行前方的最后一個標記是一個標識符(包括像int和float64這樣的單詞)、一個基本的如數值這樣的文字、或break continue fallthrough return ++ – ) }中的一個時,它就會自動插入分號。
分號的自動插入規則產生了“蝴蝶效應”:所有控制結構的左花括號不都能放在下一行。因為按照上面的規則,這樣做會導致分析器在左花括號的前方插入一個分號,從而引起難以預料的結果。所以Golang中是不能隨便換行的。
3.3 函數
函數有幾點不同:
func關鍵字。
最大的不同就是“倒序”的類型聲明。
不需要函數原型,引用的函數可以后定義。這一點很好,真不喜歡C語言里要么將“最底層抽象”的函數放在最前面定義,要么寫一堆函數原型聲明在最前面。
3.4 集合
Golang提供了數組和Map作為基本數據結構:
數組中的元素會自動初始化,例如int數組元素初始化為0
切片(借鑒Python)的區間跟主流語言一樣,都是 “左閉右開”
用 range()遍歷數組和Map
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
/**
* Array未初始化: [0 0 0 0 0]
* Array賦值: [0 10 0 20 0]
* Array初始化: [0 1 2 3 4 5]
* Array二維: [[0 1 2] [1 2 3]]
* Array切片: [2 3] [0 1 2 3] [2 3 4 5]
*
* Map哈希表:map[one:1 two:2 three:3],長度[3]
* Map刪除元素后:map[one:1 three:3],長度[2]
* Map打?。?br />
* one => 1
* four => 4
* three => 3
* five => 5
*/
func main() {
testArray()
testMap()
}
func testArray() {
var a [5]int
fmt.Println("Array未初始化: ", a)
a[1] = 10
a[3] = 20
fmt.Println("Array賦值: ", a)
b := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Println("Array初始化: ", b)
var c [2][3]int
for i := 0; i 2; i++ {
for j := 0; j 3; j++ {
c[i][j] = i + j
}
}
fmt.Println("Array二維: ", c)
d := b[2:4] // b[3,4]
e := b[:4] // b[1,2,3,4]
f := b[2:] // b[3,4,5]
fmt.Println("Array切片:", d, e, f)
}
func testMap() {
m := make(map[string]int)
m["one"] = 1
m["two"] = 2
m["three"] = 3
fmt.Printf("Map哈希表:%v,長度[%d]\n", m, len(m))
delete(m, "two")
fmt.Printf("Map刪除元素后:%v,長度[%d]\n", m, len(m))
m["four"] = 4
m["five"] = 5
fmt.Println("Map打?。?)
for key, val := range m {
fmt.Printf("\t%s => %d\n", key, val)
}
fmt.Println()
}
3.5 指針和內存分配
Golang中可以使用指針,并提供了兩種內存分配機制:
new:分配長度為0的空白內存,返回類型T*。
make:僅用于 切片、map、chan消息管道,返回類型T而不是指針。
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
/**
* 整數i=[10],指針pInt=[0x184000c0],指針指向*pInt=[10]
* 整數i=[3],指針pInt=[0x184000c0],指針指向*pInt=[3]
* 整數i=[5],指針pInt=[0x184000c0],指針指向*pInt=[5]
*
* Wild的數組指針: nil>
* Wild的數組指針==nil[true]
*
* New分配的數組指針: []
* New分配的數組指針[0x18443010],長度[0]
* New分配的數組指針==nil[false]
* New分配的數組指針Make后: [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
* New分配的數組元素[3]: 23
*
* Make分配的數組引用: [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
*/
func main() {
testPointer()
testMemAllocate()
}
func testPointer() {
var i int = 10;
var pInt *int = i;
fmt.Printf("整數i=[%d],指針pInt=[%p],指針指向*pInt=[%d]\n",
i, pInt, *pInt)
*pInt = 3
fmt.Printf("整數i=[%d],指針pInt=[%p],指針指向*pInt=[%d]\n",
i, pInt, *pInt)
i = 5
fmt.Printf("整數i=[%d],指針pInt=[%p],指針指向*pInt=[%d]\n",
i, pInt, *pInt)
}
func testMemAllocate() {
var pNil *[]int
fmt.Println("Wild的數組指針:", pNil)
fmt.Printf("Wild的數組指針==nil[%t]\n", pNil == nil)
var p *[]int = new([]int)
fmt.Println("New分配的數組指針:", p)
fmt.Printf("New分配的數組指針[%p],長度[%d]\n", p, len(*p))
fmt.Printf("New分配的數組指針==nil[%t]\n", p == nil)
//Error occurred
//(*p)[3] = 23
*p = make([]int, 10)
fmt.Println("New分配的數組指針Make后:", p)
(*p)[3] = 23
fmt.Println("New分配的數組元素[3]:", (*p)[3])
var v []int = make([]int, 10)
fmt.Println("Make分配的數組引用:", v)
}
3.6 面向對象編程
Golang的結構體跟C有幾點不同:
結構體可以有方法,其實也就相當于OOP中的類了。
支持帶名稱的初始化。
用指針訪問結構中的屬性也用”.”而不是”->”,指針就像Java中的引用一樣。
沒有public,protected,private等訪問權限控制。C也沒有protected,C中默認是public的,private需要加static關鍵字限定。Golang中方法名大寫就是public的,小寫就是private的。
同時,Golang支持接口和多態,而且接口有別于Java中繼承和實現的方式,而是采取了類似Ruby中更為新潮的Duck Type。只要struct與interface有相同的方法,就認為struct實現了這個接口。就好比只要能像鴨子那樣叫,我們就認為它是一只鴨子一樣。
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"math"
)
// -----------------
// Struct
// -----------------
type Person struct {
name string
age int
email string
}
func (p *Person) getName() string {
return p.name
}
// -------------------
// Interface
// -------------------
type shape interface {
area() float64
}
type rect struct {
width float64
height float64
}
func (r *rect) area() float64 {
return r.width * r.height
}
type circle struct {
radius float64
}
func (c *circle) area() float64 {
return math.Pi * c.radius * c.radius
}
// -----------------
// Test
// -----------------
/**
* 結構Person[{cdai 30 cdai@gmail.com}],姓名[cdai]
* 結構Person指針[{cdai 30 cdai@gmail.com}],姓名[cdai]
* 用指針修改結構Person為[{carter 40 cdai@gmail.com}]
*
* Shape[0]周長為[13.920000]
* Shape[1]周長為[58.088048]
*/
func main() {
testStruct()
testInterface()
}
func testStruct() {
p1 := Person{"cdai", 30, "cdai@gmail.com"}
p1 = Person{name: "cdai", age: 30, email: "cdai@gmail.com"}
fmt.Printf("結構Person[%v],姓名[%s]\n", p1, p1.getName())
ptr1 := p1
fmt.Printf("結構Person指針[%v],姓名[%s]\n", ptr1, ptr1.getName())
ptr1.age = 40
ptr1.name = "carter"
fmt.Printf("用指針修改結構Person為[%v]\n", p1)
}
func testInterface() {
r := rect { width: 2.9, height: 4.8 }
c := circle { radius: 4.3 }
s := []shape{ r, c }
for i, sh := range s {
fmt.Printf("Shape[%d]周長為[%f]\n", i, sh.area())
}
}
3.7 異常處理
Golang中異常的使用比較簡單,可以用errors.New創建,也可以實現Error接口的方法來自定義異常類型,同時利用函數的多返回值特性可以返回異常類。比較復雜的是defer和recover關鍵字的使用。Golang沒有采取try-catch“包住”可能出錯代碼的這種方式,而是用 延遲處理 的方式。
用defer調用的函數會以后進先出(LIFO)的方式,在當前函數結束后依次順行執行。defer的這一特點正好可以用來處理panic。當panic被調用時,它將立即停止當前函數的執行并開始逐級解開函數堆棧,同時運行所有被defer的函數。如果這種解開達到堆棧的頂端,程序就死亡了。但是,也可以使用內建的recover函數來重新獲得Go程的控制權并恢復正常的執行。由于僅在解開期間運行的代碼處在被defer的函數之內,recover僅在被延期的函數內部才是有用的。
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"errors"
"os"
)
/**
* 自定義Error類型,實現內建Error接口
* type Error interface {
* Error() string
* }
*/
type MyError struct {
arg int
msg string
}
func (e *MyError) Error() string {
return fmt.Sprintf("%d - %s", e.arg, e.msg)
}
/**
* Failed[*errors.errorString]: Bad Arguments - negative!
* Success: 16
* Failed[*main.MyError]: 1000 - Bad Arguments - too large!
*
* Recovered! Panic message[Cannot find specific file]
* 4 3 2 1 0
*/
func main() {
// 1.Test error
args := []int{-1, 4, 1000}
for _, i := range args {
if r, e := testError(i); e != nil {
fmt.Printf("Failed[%T]: %v\n", e, e)
} else {
fmt.Println("Success: ", r)
}
}
// 2.Test defer
src, err := os.Open("control.go")
if (err != nil) {
fmt.Printf("打開文件錯誤[%v]\n", err)
return
}
defer src.Close()
// use src...
for i := 0; i 5; i++ {
defer fmt.Printf("%d ", i)
}
// 3.Test panic/recover
defer func() {
if r := recover(); r != nil {
fmt.Printf("Recovered! Panic message[%s]\n", r)
}
}()
_, err2 := os.Open("test.go")
if (err2 != nil) {
panic("Cannot find specific file")
}
}
func testError(arg int) (int, error) {
if arg 0 {
return -1, errors.New("Bad Arguments - negative!")
} else if arg > 256 {
return -1, MyError{ arg, "Bad Arguments - too large!" }
} else {
return arg * arg, nil
}
}
4.高級特性
上面介紹的只是Golang的基本語法和特性,盡管像控制語句的條件不用圓括號、函數多返回值、switch-case默認break、函數閉包、集合切片等特性相比Java的確提高了開發效率,但這些在其他語言中也都有,并不是Golang能真正吸引人的地方。不僅是Golang,我們學習任何語言當然都是從基本語法特性著手,但學習時要不斷地問自己:使這門語言區別于其他語言的”獨到之處“在哪?這種獨到之處往往反映了語言的設計思想、出發點、要解決的”痛點“,這才是一門語言或任何技術的立足之本。
4.1 goroutine
goroutine使用go關鍵字來調用函數,也可以使用匿名函數。可以簡單的把go關鍵字調用的函數想像成pthread_create。如果一個goroutine沒有被阻塞,那么別的goroutine就不會得到執行。也就是說goroutine阻塞時,Golang會切換到其他goroutine執行,這是非常好的特性!Java對類似goroutine這種的協程沒有原生支持,像Akka最害怕的就是阻塞。因為協程不等同于線程,操作系統不會幫我們完成“現場”保存和恢復,所以要實現goroutine這種特性,就要模擬操作系統的行為,保存方法或函數在協程“上下文切換”時的Context,當阻塞結束時才能正確地切換回來。像Kilim等協程庫利用字節碼生成,能夠勝任,而Akka完全是運行時的。
注意:如果你要真正的并發,需要調用runtime.GOMAXPROCS(CPU_NUM)設置。
復制代碼 代碼如下:
package main
import "fmt"
func main() {
go f("goroutine")
go func(msg string) {
fmt.Println(msg)
}("going")
// Block main thread
var input string
fmt.Scanln(input)
fmt.Println("done")
}
func f(msg string) {
fmt.Println(msg)
}
4.2 原子操作
像Java一樣,Golang支持很多CAS操作。運行結果是unsaftCnt可能小于200,因為unsafeCnt++在機器指令層面上不是一條指令,而可能是從內存加載數據到寄存器、執行自增運算、保存寄存器中計算結果到內存這三部分,所以不進行保護的話有些更新是會丟失的。
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"time"
"sync/atomic"
"runtime"
)
func main() {
// IMPORTANT!!!
runtime.GOMAXPROCS(4)
// thread-unsafe
var unsafeCnt int32 = 0
for i := 0; i 10; i++ {
go func() {
for i := 0; i 20; i++ {
time.Sleep(time.Millisecond)
unsafeCnt++
}
}()
}
time.Sleep(time.Second)
fmt.Println("cnt: ", unsafeCnt)
// CAS toolkit
var cnt int32 = 0
for i := 0; i 10; i++ {
go func() {
for i := 0; i 20; i++ {
time.Sleep(time.Millisecond)
atomic.AddInt32(cnt, 1)
}
}()
}
time.Sleep(time.Second)
cntFinal := atomic.LoadInt32(cnt)
fmt.Println("cnt: ", cntFinal)
}
神奇CAS的原理
Golang的AddInt32()類似于Java中AtomicInteger.incrementAndGet(),其偽代碼可以表示如下。二者的基本思想是一致的,本質上是 樂觀鎖:首先,從內存位置M加載要修改的數據到寄存器A中;然后,修改數據并保存到另一寄存器B;最終,利用CPU提供的CAS指令(Java通過JNI調用到)用一條指令完成:1)A值與M處的原值比較;2)若相同則將B值覆蓋到M處。
若不相同,則CAS指令會失敗,說明從內存加載到執行CAS指令這一小段時間內,發生了上下文切換,執行了其他線程的代碼修改了M處的變量值。那么重新執行前面幾個步驟再次嘗試。
ABA問題:即另一線程修改了M位置的數據,但是從原值改為C,又從C改回原值。這樣上下文切換回來,CAS指令發現M處的值“未改變”(實際是改了兩次,最后改回來了),所以CAS指令正常執行,不會失敗。這種問題在Java中可以用AtomicStampedReference/AtomicMarkableReference解決。
復制代碼 代碼如下:
public final int incrementAndGet() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return next;
}
}
4.3 Channel管道
通過前面可以看到,盡管goroutine很方便很高效,但如果濫用的話很可能會導致并發安全問題。而Channel就是用來解決這個問題的,它是goroutine之間通信的橋梁,類似Actor模型中每個Actor的mailbox。多個goroutine要修改一個狀態時,可以將請求都發送到一個Channel里,然后由一個goroutine負責順序地修改狀態。
Channel默認是阻塞的,也就是說select時如果沒有事件,那么當前goroutine會發生讀阻塞。同理,Channel是有大小的,當Channel滿了時,發送方會發生寫阻塞。Channel這種阻塞的特性加上goroutine可以很容易就能實現生產者-消費者模式。
用case可以給Channel設置阻塞的超時時間,避免一直阻塞。而default則使select進入無阻塞模式。
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
/**
* Output:
* received message: hello
* received message: world
*
* received from channel-1: Hello
* received from channel-2: World
*
* received message: hello
* Time out!
*
* Nothing received!
* received message: hello
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
* received message: world
* Nothing received!
* Nothing received!
* Nothing received!
*/
func main() {
listenOnChannel()
selectTwoChannels()
blockChannelWithTimeout()
unblockChannel()
}
func listenOnChannel() {
// Specify channel type and buffer size
channel := make(chan string, 5)
go func() {
channel - "hello"
channel - "world"
}()
for i := 0; i 2; i++ {
msg := - channel
fmt.Println("received message: " + msg)
}
}
func selectTwoChannels() {
c1 := make(chan string)
c2 := make(chan string)
go func() {
time.Sleep(time.Second)
c1 - "Hello"
}()
go func() {
time.Sleep(time.Second)
c2 - "World"
}()
for i := 0; i 2; i++ {
select {
case msg1 := - c1:
fmt.Println("received from channel-1: " + msg1)
case msg2 := - c2:
fmt.Println("received from channel-2: " + msg2)
}
}
}
func blockChannelWithTimeout() {
channel := make(chan string, 5)
go func() {
channel - "hello"
// Sleep 10 sec
time.Sleep(time.Second * 10)
channel - "world"
}()
for i := 0; i 2; i++ {
select {
case msg := - channel:
fmt.Println("received message: " + msg)
// Set timeout 5 sec
case - time.After(time.Second * 5):
fmt.Println("Time out!")
}
}
}
func unblockChannel() {
channel := make(chan string, 5)
go func() {
channel - "hello"
time.Sleep(time.Second * 10)
channel - "world"
}()
for i := 0; i 15; i++ {
select {
case msg := - channel:
fmt.Println("received message: " + msg)
default:
fmt.Println("Nothing received!")
time.Sleep(time.Second)
}
}
}
4.4 緩沖流
Golang的bufio包提供了方便的緩沖流操作,通過strings或網絡IO得到流后,用bufio.NewReader/Writer()包裝:
緩沖區:Peek()或Read時,數據會從底層進入到緩沖區。緩沖區默認大小為4096字節。
切片和拷貝:Peek()和ReadSlice()得到的都是切片(緩沖區數據的引用)而不是拷貝,所以更加節約空間。但是當緩沖區數據變化時,切片也會隨之變化。而ReadBytes/String()得到的都是數據的拷貝,可以放心使用。
Unicode支持:ReadRune()可以直接讀取Unicode字符。有意思的是Golang中Unicode字符也要用單引號,這點與Java不同。
分隔符:ReadSlice/Bytes/String()得到的包含分隔符,bufio不會自動去掉。
Writer:對應地,Writer提供了WriteBytes/String/Rune。
undo方法:可以將讀出的字節再放回到緩沖區,就像什么都沒發生一樣。
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"strings"
"bytes"
"bufio"
)
/**
* Buffered: 0
* Buffered after peek: 7
* ABCDE
* AxCDE
*
* abcdefghijklmnopqrst 20 nil>
* uvwxyz1234567890 16 nil>
* 0 EOF
*
* "ABC "
* "DEF "
* "GHI"
*
* "ABC "
* "DEF "
* "GHI"
*
* read unicode=[你], size=[3]
* read unicode=[好], size=[3]
* read(after undo) unicode=[好], size=[3]
*
* Available: 4096
* Buffered: 0
* Available after write: 4088
* Buffered after write: 8
* Buffer after write: ""
* Available after flush: 4096
* Buffered after flush: 0
* Buffer after flush: "ABCDEFGH"
*
* Hello,世界!
*/
func main() {
testPeek()
testRead()
testReadSlice()
testReadBytes()
testReadUnicode()
testWrite()
testWriteByte()
}
func testPeek() {
r := strings.NewReader("ABCDEFG")
br := bufio.NewReader(r)
fmt.Printf("Buffered: %d\n", br.Buffered())
p, _ := br.Peek(5)
fmt.Printf("Buffered after peek: %d\n", br.Buffered())
fmt.Printf("%s\n", p)
p[1] = 'x'
p, _ = br.Peek(5)
fmt.Printf("%s\n", p)
}
func testRead() {
r := strings.NewReader("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890")
br := bufio.NewReader(r)
b := make([]byte, 20)
n, err := br.Read(b)
fmt.Printf("%-20s %-2v %v\n", b[:n], n, err)
n, err = br.Read(b)
fmt.Printf("%-20s %-2v %v\n", b[:n], n, err)
n, err = br.Read(b)
fmt.Printf("%-20s %-2v %v\n", b[:n], n, err)
}
func testReadSlice() {
r := strings.NewReader("ABC DEF GHI")
br := bufio.NewReader(r)
w, _ := br.ReadSlice(' ')
fmt.Printf("%q\n", w)
w, _ = br.ReadSlice(' ')
fmt.Printf("%q\n", w)
w, _ = br.ReadSlice(' ')
fmt.Printf("%q\n", w)
}
func testReadBytes() {
r := strings.NewReader("ABC DEF GHI")
br := bufio.NewReader(r)
w, _ := br.ReadBytes(' ')
fmt.Printf("%q\n", w)
w, _ = br.ReadSlice(' ')
fmt.Printf("%q\n", w)
s, _ := br.ReadString(' ')
fmt.Printf("%q\n", s)
}
func testReadUnicode() {
r := strings.NewReader("你好,世界!")
br := bufio.NewReader(r)
c, size, _ := br.ReadRune()
fmt.Printf("read unicode=[%c], size=[%v]\n", c, size)
c, size, _ = br.ReadRune()
fmt.Printf("read unicode=[%c], size=[%v]\n", c, size)
br.UnreadRune()
c, size, _ = br.ReadRune()
fmt.Printf("read(after undo) unicode=[%c], size=[%v]\n", c, size)
}
func testWrite() {
b := bytes.NewBuffer(make([]byte, 0))
bw := bufio.NewWriter(b)
fmt.Printf("Available: %d\n", bw.Available())
fmt.Printf("Buffered: %d\n", bw.Buffered())
bw.WriteString("ABCDEFGH")
fmt.Printf("Available after write: %d\n", bw.Available())
fmt.Printf("Buffered after write: %d\n", bw.Buffered())
fmt.Printf("Buffer after write: %q\n", b)
bw.Flush()
fmt.Printf("Available after flush: %d\n", bw.Available())
fmt.Printf("Buffered after flush: %d\n", bw.Buffered())
fmt.Printf("Buffer after flush: %q\n", b)
}
func testWriteByte() {
b := bytes.NewBuffer(make([]byte, 0))
bw := bufio.NewWriter(b)
bw.WriteByte('H')
bw.WriteByte('e')
bw.WriteByte('l')
bw.WriteByte('l')
bw.WriteByte('o')
bw.WriteString(",")
bw.WriteRune('世')
bw.WriteRune('界')
bw.WriteRune('!')
bw.Flush()
fmt.Println(b)
}
4.5 并發控制
sync包中的WaitGroup是個很有用的類,類似信號量。wg.Add()和Done()能夠加減WaitGroup(信號量)的值,而Wait()會掛起當前線程直到信號量變為0。下面的例子用WaitGroup的值表示正在運行的goroutine數量。在goroutine中,用defer Done()確保goroutine正?;虍惓M顺鰰r,WaitGroup都能減一。
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"sync"
)
/**
* I'm waiting all goroutines on wg done
* I'm done=[0]
* I'm done=[1]
* I'm done=[2]
* I'm done=[3]
* I'm done=[4]
* I'm done=[5]
* I'm done=[6]
* I'm done=[7]
* I'm done=[8]
* I'm done=[9]
*/
func main() {
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i 10; i++ {
wg.Add(1)
go func(id int) {
defer wg.Done()
fmt.Printf("I'm done=[%d]\n", id)
}(i)
}
fmt.Println("I'm waiting all goroutines on wg done")
wg.Wait()
}
4.6 網絡編程
Golang的net包的抽象層次還是挺高的,用不了幾行代碼就能實現一個簡單的TCP或HTTP服務端了。
4.6.1 Socket編程
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"net"
"fmt"
"io"
)
/**
* Starting the server
* Accept the connection: 127.0.0.1:14071
* Warning: End of data EOF
*/
func main() {
listener, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:12345")
if err != nil {
panic("error listen: " + err.Error())
}
fmt.Println("Starting the server")
for {
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
panic("error accept: " + err.Error())
}
fmt.Println("Accept the connection: ", conn.RemoteAddr())
go echoServer(conn)
}
}
func echoServer(conn net.Conn) {
buf := make([]byte, 1024)
defer conn.Close()
for {
n, err := conn.Read(buf)
switch err {
case nil:
conn.Write(buf[0:n])
case io.EOF:
fmt.Printf("Warning: End of data %s\n", err)
return
default:
fmt.Printf("Error: read data %s\n", err)
return
}
}
}
4.6.2 Http服務器
復制代碼 代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"log"
"net/http"
)
func main() {
http.HandleFunc("/hello", handleHello)
fmt.Println("serving on http://localhost:7777/hello")
log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:7777", nil))
}
func handleHello(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
log.Println("serving", req.URL)
fmt.Fprintln(w, "Hello, world!")
}
5.結束語
5.1 Golang初體驗
Golang的某些語法的確很簡潔,像行尾無分號、條件語句無括號、類型推斷、函數多返回值、異常處理、原生協程支持、DuckType繼承等,盡管很多并不是Golang首創,但結合到一起寫起來還是很舒服的。
當然Golang也有讓人“不爽”的地方。像變量和函數中的類型聲明寫在后面簡直是“反人類”!同樣是顛覆,switch的case默認會break就很實用。另外,因為Golang主要還是想替代C做系統開發,所以像類啊、包啊還是能看到C的影子,例如類聲明只有成員變量而不會包含方法實現等,支持全局函數等,所以有時看到aaa.bbb()還是有點迷糊,不知道aaa是包名還是實例名。
5.2 如何學習一門語言
當我們談到學習英語時,想到的可能是背單詞、學語法、練習聽說讀寫。對于編程語言來說,背單詞(關鍵字)、學語法(語法規則)少不了,可聽說讀寫只剩下了“寫”,因為我們說話的對象是“冷冰冰”的計算機。所以唯一的捷徑就是“寫”,不斷地練習!
此外,學的語言多了也能總結出一些規律。首先是基礎語法,包括了變量和常量、控制語句、函數、集合、OOP、異常處理、控制臺輸入輸出、包管理等。然后是高級特性就差別比較大了。專注高并發的語言就要看并發方面的特性,專注OOP的語言就要看有哪些抽象層次更高的特性等等。還是那句話,基礎語言只能說我們會用,而能夠區別一門語言的高級特性才是它的根本和靈魂,也是我們要著重學習和領悟的地方。
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