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七牛云存儲使用Go語言架設網站的經驗分享

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Go 語言是谷歌 2009 年首次推出并在 2012 年正式發布的一種全新的編程語言,可以在不損失應用程序性能的情況下降低代碼的復雜性。谷歌首席軟件工程師羅布派克(Rob Pike)說:七牛之所以開發 Go,是因為過去10多年間軟件開發的難度令人沮喪。Google 對 Go 寄予厚望,其設計是讓軟件充分發揮多核心處理器同步多工的優點,并可解決面向對象程序設計的麻煩。它具有現代的程序語言特色,如垃圾回收,幫助開發者處理瑣碎但重要的內存管理問題。Go 的速度也非常快,幾乎和 C 或 C++ 程序一樣快,且能夠快速開發應用程序。

最初去評估Go語言最重要的原因是,七牛沒有找到一門合適的語言。從云計算領域的主要技術方案看,最受歡迎的是C++和Java。七牛知道亞馬遜是用了Java。我個人嘗試Java做服務端開發是在2007年金山實驗,Java的風格比較拘束或嚴謹,與我推崇的編程風格不合,并且在分布式系統開發上沒有顯著的優勢,所以才會關注Erlang(也因此有了ECUG社區)、Go等小眾語言。在我評估完Go語言后,我認為它是云計算領域最合適的開發語言。

如果說到 Java 曾經的流行,我們會聯想到 SSH(Struts + Spring + Hibernate);如果提到 Python,也會聯想到 Django;如果提到 Ruby,會聯想到 Ruby on Rails;如果提到 JavaScript,會聯想到 NodeJS;如果提到 PHP,更是一堆長江后浪推前浪前浪死在沙灘上的 Web 開發框架。這些編程語言社區的繁榮昌盛無一例外都和 Web 開發息息相關,且最終沉淀下來的都是各種五花八門各有千秋的眾多 Web 開發框架。可以說,我們當前所面臨和 Web 開發的技術選型,從未有過如此的繁榮。繁榮的背后,襯托的是一個大江東流去不復還的 PC Web 時代。


穩定性來說,云計算都是假設單機是可以宕機的,要在單機的不可靠下讓整個集群可靠(這種宕機甚至不為用戶所感知)。七牛并不擔心單個進程的穩定性,哪怕Go程序每天會掛一次,對七牛而言,也是可以接受的。

Go語言入門門檻非常之低。有任何其他語言的背景,學習Go語言只需要一周的時間。**七牛面試從來不問你會不會Go語言。七牛關心的是開發者的能力與七牛業務的匹配度,比如他算法基礎如何、是否擅長網絡編程、是否適合創業(對事情的責任感)等等。

Go 語言的哪些特點最吸引人?

并發

Go 最大的特色就是在語言層面天生支持并發,不需要像其他大多數編程語言那樣需要開發者自行實現或借助第三方類庫實現并發編程,Go 在語言級別支持的并發編程,其邏輯簡化得通俗易懂簡單好上手。

性能

不同于大多數腳本或解釋性的高階編程語言,用 Go 編寫的代碼直接了當編譯成機器碼高效執行。

簡潔

25 個關鍵字即表達你能想到的所有招式,沒有也不需要有任何多余,想干啥事就 go 一下。

跨平臺

x86、AMD64 (x86_64)、ARM;Linux、Windows、Darwin (OSX)、FreeBSD、Android (計劃Go 1.4) 幾乎全平臺支持,真正做到一份源碼,隨處編譯,到處運行。


Go 語言都有哪些常見的應用場景?

作為一個 Go 語言的重度用戶來看,當前除了不適合拿來造操作系統以外在操作系統之上應用級的事情都能干。再更具體一點,比如說適用于這樣一些使用場景:

系統應用

以前要用 C/C++ 做的系統應用,現在都可以用 Go 來寫,事半功倍,而且 Go 完美包容 C 源代碼,兩者互相調用還可以混合編譯從而無縫集成。

網絡應用

包含了常見的服務端編程比如 Web 和 API Service,以前用 PHP / Python / Ruby / Java 干的事情現在都可以用 Go 更加簡單清晰的來寫。再比如還可以拿來做一些 Proxy(代理)如網絡穿透軟件等,你懂的。

分布式系統

基于 Go 強大的系統編程加網絡編程,打造各種跨網絡的分布式系統服務,Go 社區有不少和分布式系統相關的開源產物。

各種形態的存儲和數據庫應用

比如 groupcache,influxdb 等。

客戶端應用

包括帶界面的桌面軟件,以及后續可以想像的移動端應用(比如對 Android 的支持)。

云服務(PaaS)

如基于 Go 打造的七牛云存儲(分布式對象存儲系統),比如基于 Go 編寫的 Docker(一款開源的容器虛擬化產物)。

Go 能做的事情,包含但不限于以上羅列的使用場景。

比如 Web 開發。大多數編程語言之上的 Web 開發框架都是遵照 MVC 的處理流程去開發 Web 應用:Model 部分封裝數據,Controller 部分處理業務邏輯,View 部分植入變量填充模板頁面。而大部分 Web 框架關于 MVC 的三部分都是在 Server-side 處理,比如對 View 部分的處理都是在 Server-side 通過程序動態對模版變量求值后再拼接組裝成 HTML 頁面輸出給瀏覽器去呈現。而 Go 開發 Web 應用,并不依賴任何 Web 開發框架,用內置的標準庫就可以輕而易舉地實現:比如使用 net/http 標準庫就可以數行代碼構建一個完整的 Web 骨架應用;再比如,通過關鍵字 struct 封裝一個數據結構就可以表達原本 MVC 框架中需要用厚重的 ORM (Object-Relational Mapping) 才能表達的那部分。大道至簡,這可以說是 Go 的哲學。在 View 這一層,Go 也有相應標準庫提供支持,但更推薦的做法,是當下比較流行的 MVVM (Model-View-ViewModel):Server-side 只輸出 JSON,瀏覽器 DOM 作為 View 層,前端 JavaScript 充當 Contoller 部分;這樣,不僅減少了 Server-side 的資源消耗還有中間傳輸的網絡流量,而且前端可以更靈活和更豐富,后端也可以更輕盈和更高效,也更有利于項目的分工和協作。


Go 語言在七牛中都開發了些什么服務?在七牛的代碼量中,Go 語言使用占多少比例?

七牛主要使用 Go 開發了以下服務和工具:

分布式存儲系統 ( Distributed Key/Value Storage)
數據處理服務 (Data Processing)
網絡接口服務 (RESTful API Service)
消息隊列服務(Message Queue Service)
日志處理系統 (Log Service)
Web 網站 (不含前端 JavaScript)
CLI 命令行和 GUI 圖形界面工具
其他輔助工具
總的來講,Go 在七牛七牛的工程中代碼覆蓋率超過 90% 。還有 10% 不能覆蓋的原因是七牛給開發者自助使用的 Web 界面需要用 JavaScript 編程來實現酷炫的前端,以及七牛為開發者準備了多達超過 10 種編程語言的 SDK 。

我們再來看看 Go 在當下這個多核時代的作為。不得不說,Go 最大的特色就是在語言層面天然支持并發,在 Go 程序里邊,你可以通過在一個函數調用前使用關鍵字 go 即可讓該函數 func 運行成為一個獨立的 goroutine,goroutine 可以理解成一種比線程更加輕盈更省開銷的輕量級協程。Go 的并發模型就是通過系統的線程來多路派遣這些獨立函數的執行,使得每個用關鍵字 go 執行調用的函數可以運行成為一個單位協程。當⼀個協程阻塞的時候,調度器就會自動把其他協程安排到另外的線程中去執行,從而實現程序的無等待并行化運行。且調度的開銷非常小,單核 CPU 調度的規模不下于每秒百萬次,這使得我們能夠創建大量的 goroutines,從而可以很輕松地編寫并發程序達到我們想要的目的。

同時,Go 在語言層面還引入了 channel 這一內置類型來實現并發執行體 goroutines 之間的消息傳遞,通信靠 channels 來傳遞消息。Go 遵循 CSP(Communicating sequential processes) 并發模型,通過通信來共享內存而不是用共享內存的方式進行通信。Go 的并發里邊沒有共享內存,更沒有內存鎖,這一切都有利于進行更為安全和簡單的并行程序編寫。

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