摘要：轉用一門新語言通常是一項大決策，尤其是當你的團隊成員中只有一個使用過它時。今年 Stream 團隊的主要編程語言從 Python 轉向了 Go。本文解釋了其背后的九大原因以及如何做好這一轉換。
轉用一門新語言通常是一項大決策，尤其是當你的團隊成員中只有一個使用過它時。今年 Stream 團隊的主要編程語言從 Python 轉向了 Go。本文解釋了其背后的九大原因以及如何做好這一轉換。
Go的優勢
原因 1：性能
Go 極其地快。其性能與 Java 或 C++相似。在我們的使用中，Go 一般比 Python 要快 30 倍。以下是 Go 與 Java 之間的基准比較：
原因 2：語言性能很重要
對很多應用來說，編程語言只是簡單充當了其與數據集之間的膠水。語言本身的性能常常無關輕重。
但是 Stream 是一個 API 提供商，服務於世界 500 強以及超過 2 億的終端用戶。數年來我們已經優化了 Cassandra、PostgreSQL、Redis 等等，然而最終抵達了所使用語言的極限。
Python 非常棒，但是其在序列化/去序列化、排序和聚合中表現欠佳。我們經常會遇到這樣的問題：Cassandra 用時 1ms 檢索了數據，Python 卻需要 10ms 將其轉化成對象。
原因 3：開發者效率&不要過於創新
看一下絕佳的入門教程《開始學習 Go 語言》(http://howistart.org/posts/go/1/)中的一小段代碼：
1 package main 2 type openWeatherMap struct{}func (w openWeatherMap) temperature(city string) (float64, error) { 3 resp, err := http.Get("http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?APPID=YOUR_API_KEY&q=" + city) 4 if err != nil { 5 return 0, err 6 } 7 defer resp.Body.Close() 8 var d struct { 9 Main struct { 10 Kelvin float64 `json:"temp"` 11 } `json:"main"` 12 } 13 if err := json.NewDecoder(resp.Body).Decode(&d); err != nil { 14 return 0, err 15 } 16 log.Printf("openWeatherMap: %s: %.2f", city, d.Main.Kelvin) 17 return d.Main.Kelvin, nil}
如果你是一個新手，看到這段代碼你並不會感到吃驚。它展示了多種賦值、數據結構、指針、格式化以及內置的 HTTP 庫。
當我第一次編程時，我很喜歡使用 Python 的高階功能。Python 允許你創造性地使用正在編寫的代碼，比如，你可以：
- 在代碼初始化時，使用 MetaClasses 自行注冊類別
- 置換真假
- 添加函數到內置函數列表中
- 通過奇妙的方法重載運算符
毋庸置疑這些代碼很有趣，但也使得在讀取其他人的工作時，代碼變得難以理解。
Go 強迫你堅持打牢基礎，這也就為讀取任意代碼帶來了便利，並能很快搞明白當下發生的事情。
注意：當然如何容易還是要取決於你的使用案例。如果你要創建一個基本的 CRUD API，我還是建議你使用 Django + DRF，或者 Rails。
原因 4：並發性&通道
Go 作為一門語言致力於使事情簡單化。它並未引入很多新概念，而是聚焦於打造一門簡單的語言，它使用起來異常快速並且簡單。其唯一的創新之處是 goroutines 和通道。Goroutines 是 Go 面向線程的輕量級方法，而通道是 goroutines 之間通信的優先方式。
創建 Goroutines 的成本很低，只需幾千個字節的額外內存，正由於此，才使得同時運行數百個甚至數千個 goroutines 成為可能。你可以借助通道實現 goroutines 之間的通信。Go 運行時間可以表示所有的復雜性。Goroutines 以及基於通道的並發性方法使其非常容易使用所有可用的 CPU 內核，並處理並發的 IO——所有不帶有復雜的開發。相較於 Python/Java，在一個 goroutine 上運行一個函數需要最小的樣板代碼。你只需使用關鍵詞「go」添加函數調用：
1 package main 2 import ( 3 "fmt" 4 "time")func say(s string) { 5 for i := 0; i < 5; i++ { 6 time.Sleep(100 * time.Millisecond) 7 fmt.Println(s) 8 }}func main() { 9 go say("world") 10 say("hello")}
Go 的並發性方法非常容易上手，相較於 Node 也很有趣;在 Node 中，開發者必須密切關注異步代碼的處理。
並發性的另一個優質特性是競賽檢測器，這使其很容易弄清楚異步代碼中是否存在競態條件。下面是一些上手 Go 和通道的很好的資源：
- https://gobyexample.com/channels
- https://tour.golang.org/concurrency/2
- http://guzalexander.com/2013/12/06/golang-channels-tutorial.html
- https://www.golang-book.com/books/intro/10
- https://www.goinggo.net/2014/02/the-nature-of-channels-in-go.html
原因 5：快速的編譯時間
當前我們使用 Go 編寫的最大微服務的編譯時間只需 6 秒。相較於 Java 和 C++呆滯的編譯速度，Go 的快速編譯時間是一個主要的效率優勢。我熱愛擊劍，但是當我依然記得代碼應該做什么之時，事情已經完成就更好了。
Go 之前的代碼編譯
原因 6：打造團隊的能力
首先，最明顯的一點是：Go 的開發者遠沒有 C++和 Java 等舊語言多。據知，有 38% 的開發者了解 Java，19.3% 的開發者了解 C++，只有 4.6% 的開發者知道 Go。GitHub 數據表明了相似的趨勢：相較於 Erlang、Scala 和 Elixir，Go 更為流行，但是相較於 Java 和 C++ 就不是了。
幸運的是 Go 非常簡單，且易於學習。它只提供了基本功能而沒有多余。Go 引入的新概念是「defer」聲明，以及內置的帶有 goroutines 和通道的並發性管理。正是由於 Go 的簡單性，任何的 Python、Elixir、C++、Scala 或者 Java 開發者皆可在一月內組建成一個高效的 Go 團隊。
原因 7：強大的生態系統
對我們這么大小的團隊(大約 20 人)而言，生態系統很重要。如果你需要重做每塊功能，那就無法為客戶創造收益了。Go 有着強大的工具支持，面向 Redis、RabbitMQ、PostgreSQL、Template parsing、Task scheduling、Expression parsing 和 RocksDB 的穩定的庫。
Go 的生態系統相比於 Rust、Elixir 這樣的語言有很大的優勢。當然，它又略遜於 Java、Python 或 Node 這樣的語言，但它很穩定，而且你會發現在很多基礎需求上，已經有高質量的文件包可用了。
原因 8：GOFMT，強制代碼格式
Gofmt 是一種強大的命令行功能，內建在 Go 的編譯器中來規定代碼的格式。從功能上看，它類似於 Python 的 autopep8。格式一致很重要，但實際的格式標准並不總是非常重要。Gofmt 用一種官方的形式規格代碼，避免了不必要的討論。
原因 9：gRPC 和 Protocol Buffers
Go 語言對 protocol buffers 和 gRPC 有一流的支持。這兩個工具能一起友好地工作以構建需要通過 RPC 進行通信的微服務器(microservices)。我們只需要寫一個清單(manifest)就能定義 RPC 調用發生的情況和參數，然后從該清單將自動生成服務器和客戶端代碼。這樣產生代碼不僅快速，同時網絡占用也非常少。
從相同的清單，我們可以從不同的語言生成客戶端代碼，例如 C++、Java、Python 和 Ruby。因此內部通信的 RESET 端點不會產生分歧，我們每次也就需要編寫幾乎相同的客戶端和服務器代碼。
使用 Go 語言的缺點
缺點 1：缺少框架
Go 語言沒有一個主要的框架，如 Ruby 的 Rails 框架、Python 的 Django 框架或 PHP 的 Laravel。這是 Go 語言社區激烈討論的問題，因為許多人認為我們不應該從使用框架開始。在很多案例情況中確實如此，但如果只是希望構建一個簡單的 CRUD API，那么使用 Django/DJRF、Rails Laravel 或 Phoenix 將簡單地多。
缺點 2：錯誤處理
Go 語言通過函數和預期的調用代碼簡單地返回錯誤(或返回調用堆棧)而幫助開發者處理編譯報錯。雖然這種方法是有效的，但很容易丟失錯誤發生的范圍，因此我們也很難向用戶提供有意義的錯誤信息。錯誤包(errors package)可以允許我們添加返回錯誤的上下文和堆棧追蹤而解決該問題。
另一個問題是我們可能會忘記處理報錯。諸如 errcheck 和 megacheck 等靜態分析工具可以避免出現這些失誤。雖然這些解決方案十分有效，但可能並不是那么正確的方法。
缺點 3：軟件包管理
Go 語言的軟件包管理絕對不是完美的。默認情況下，它沒有辦法制定特定版本的依賴庫，也無法創建可復寫的 builds。相比之下 Python、Node 和 Ruby 都有更好的軟件包管理系統。然而通過正確的工具，Go 語言的軟件包管理也可以表現得不錯。
我們可以使用 Dep 來管理依賴項，它也能指定特定的軟件包版本。除此之外，我們還可以使用一個名為 VirtualGo 的開源工具，它能輕松地管理 Go 語言編寫的多個項目。
Python vs Go
我們實施的一個有趣實驗是用 Python 寫排名 feed，然后用 Go 改寫。看下面這種排序方法的示例：
1 { 2 "functions": { 3 "simple_gauss": { 4 "base": "decay_gauss", 5 "scale": "5d", 6 "offset": "1d", 7 "decay": "0.3" 8 }, 9 "popularity_gauss": { 10 "base": "decay_gauss", 11 "scale": "100", 12 "offset": "5", 13 "decay": "0.5" 14 } 15 }, 16 "defaults": { 17 "popularity": 1 18 }, 19 "score": "simple_gauss(time)*popularity"}
Python 和 Go 代碼都需要以下要求從而支持上面的排序方法：
- 解析得分的表達。在此示例中，我們想要把 simple_gauss(time)*popularity 字符串轉變為一種函數，能夠把 activity 作為輸入然后給出得分作為輸出。
- 在 JSON config 上創建部分函數。例如，我們想要「simple_gauss」調用「decay_gauss」，且帶有的鍵值對為”scale”: “5d”、”offset”: “1d”、”decay”: “0.3”。
- 解析「defaults」配置，便於某個領域沒有明確定義的情況下有所反饋。
- 從 step1 開始使用函數，為 feed 中的所有 activity 打分。
開發 Python 版本排序代碼大約需要 3 天，包括寫代碼、測試和建立文檔。接下來，我么花費大約 2 周的時間優化代碼。其中一個優化是把得分表達 simple_gauss(time)*popularity 轉譯進一個抽象語法樹。我們也實現了 caching logic，之后會預先計算每次的得分。
相比之下，開發 Go 版本的代碼需要 4 天，但之后不需要更多的優化。所以雖然最初的開發上 Python 更快，但 Go 最終需要的工作量更少。此外，Go 代碼要比高度優化的 python 代碼快了 40 多倍。
以上只是我們轉向 Go 所體驗到的一種好處。當然，也不能這么做比較：
- 該排序代碼是我用 Go 寫的第一個項目;
- Go 代碼是在 Python 代碼之后寫的，所以提前理解了該案例;
- Go 的表達解析庫質量優越。
Elixir vs Go
我們評估的另一種語言是 Elixir。Elixir 建立在 Erlang 虛擬機上。這是一種迷人的語言，我們之所以想到它是因為我們組員中有一個在 Erlang 上非常有經驗。
在使用案例中，我們觀察到 Go 的原始性能更好。Go 和 Elixir 都能很好地處理數千條並行需求，然而，如果是單獨的要求，Go 實際上更快。相對於 Elixir，我們選擇 Go 的另一個原因是生態系統。在我們需求的組件上，Go 的庫更為成熟。在很多案例中，Elixir 庫不適合產品使用。同時，也很難找到/訓練同樣使用 Elixir 的開發者。
結論
Go 是一種非常高效的語言，高度支持並發性。同時，它也像 C++和 Java 一樣快。雖然相比於 Python 和 Ruby，使用 Go 建立東西需要更多的時間，但在后續的代碼優化上可以節省大量時間。在 Stream，我們有個小型開發團隊為 2 億終端用戶提供 feed 流。對新手開發者而言，Go 結合了強大的生態系統、易於上手，也有超快的表現、高度支持並發性，富有成效的編程環境使它成為了一種好的選擇。Stream 仍舊使用 Python 做個性化 feed，但所有性能密集型的代碼將會用 Go 來編寫。
對每位程序員來說，不管哪種語言，“學的扎實，能學以致用”才是王道！本文就為對 Go 語言感興趣的朋友們提供一些口碑不錯的學習書籍建議。
一、《Go語言學習筆記》
（未找到對應版本的電子書，大家可以去作者github：https://github.com/qyuhen/book）
推薦理由：作為時下流行的一種系統編程語言，Go 簡單易學，性能很好，且支持各類主流平台。已有大量項目采用 Go 編寫，這其中就包括 Docker 等明星作品，其開發和執行效率早已被證明。本書經四年多逐步完善，內容覆蓋了語言、運行時、性能優化、工具鏈等各層面知識。且內容經大量讀者反饋和校對，沒有明顯的缺陷和錯誤。
適合人群：本書不適合編程初學入門，可供有實際編程經驗或正在使用Go 工作的人群參考。
二、《Go語言實戰》
推薦理由：William Kennedy是一位熟練的軟件開發者，也是博客GoingGo.Net的作者。本書向讀者提供一個專注、全面且符合語言習慣的視角。Go語言實戰同時關注語言的規范和實現，涉及的內容包括語法、類型系統、並發、管道、測試，以及其他一些主題。
適合人群：全覆蓋，側重初學者
三、《Go語言編程》
推薦理由：作者是業界大神級別的人物，七牛雲存儲團隊的核心技術人員，也是國內最早應用和推廣 Go 語言技術的專家！本書內容簡煉，重點突出，將 Go 語言的特性做了充分的分析和總結，並給出 Go 實例的代碼；內容體系可能更適合有一定編程基礎的程序員閱讀！本書是國內最早的中文版的 Go 技術書籍之一，雖然發行時間比較早，但仍可以作為重要參考！電子版和紙質版都有！
適合人群：全覆蓋，側重有經驗的程序員
四、《Go 語言程序設計》
推薦理由：國外最經典的Go語言著作，Go語言編程的先驅者Mark Summerfield的實踐經驗總結。這是一本Go語言實戰指南，幫你了解Go語言，按Go語言的方式思考，以及使用Go語言來編寫高性能軟件。
作者展示了如何編寫充分利用Go語言突破性的特性和慣用法的代碼，以及Go語言在其他語言之上所做的改進，並着重強調了Go語言的關鍵創新。
注重實踐教學，每章都提供了多個經過精心設計的代碼示例。
由國內第一個核心服務完全采用Go語言實現的團隊——七牛團隊核心成員翻譯。
適合人群：適用於有一定Go語言編程編程的愛好者，非常適合作為Go語言編程進階教程。