不一樣的go語言-構建系統與構件系統

前言

  代碼的最后一步是構建成計算機可識別的二進制數據，然后才得以在計算機上運行。如果你曾經寫過有點規模（至少數十個以上獨立的源文件，且需要依賴第三方包）C語言項目，必定對C語言項目的構建過程印象深刻。或者當你曾經在linux系統中使用rpm命令安裝程序 時，系統一遍又一遍不厭其煩地提醒你缺少依賴時，不知那時的心情如何？前一個問題可歸屬於構建系統(Build Systems, Build Automation)，后一個問題則屬於構件系統(artifact repository manager or binary repository manager)的范疇。而平常我們所說的“構建系統”往往代指構建系統與構件系統。也可以簡略地認為，構建系統是由程序與配置組成的，而構件系統是由軟件包與軟件元數據組成。

構建系統

  go語言的程序構建，基於go build命令，內置於官方發行版中。其天生正統，而不像java有ant、maven、gradle，python有pip。它的構建體系經歷過幾個階段，最早是依賴於GOPATH，其次是vendor(dep)，再到后來就是go module(早期也叫vgo)。在具體介紹構建系統之前，按慣例先上示例代碼。

  示例代碼是一個mini的java項目結構(非maven、gradle結構)，主要演示如果完全依賴於javac，如何做java項目構建。

├── com
|   └── eventer
|       ├── a
|           └── Person.java
|       └── Test.java
└── build
|       ├── com
|           └── eventer
|               ├── a
|                   └── Person.class
|               └── Test.class

package com.eventer;

import com.eventer.a.Person;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Person());
    }
}

package com.eventer.a;

public clss Person() {
    
}

  以下是構建過程。

[eventer@localhost]# ls -a
total 0
drwxr-xr-x   4 eventer  eventer   128 Mar 26 22:34 .
drwxr-xr-x  38 eventer  eventer  1216 Mar 26 22:22 ..
drwxr-xr-x   3 eventer  eventer    96 Mar 26 22:34 build
drwxr-xr-x   3 eventer  eventer    96 Mar 26 22:23 com
[eventer@localhost]# javac -d build com/rfchina/test/*.java com/rfchina/test/a/*.java
[eventer@localhost]# cd build
[eventer@localhost]# java com/rfchina/test/Test

  從上述代碼可以看出，這僅僅是構建一個只有兩個類，且沒有第三方依賴的微型項目，javac命令的參數已經挺長。可想而知，當項目中有成千上百個類，幾十個依賴，再加上編譯選項、注解處理等等，javac的參數長度會有多長。而構建是隨時發生的，這樣的任務毫無疑問應該有一個工具來完成。我相信最早的時候這樣的工具非批處理腳本莫屬。在后來的日子里，隨着越來越多的需求加入到構建的各個階段，如編譯前、編譯時、構建前、構建后、測試階段、打包、發布等，甚至在開發階段也有很多需求產生，如代碼生成。所有這些后來都被構建系統所實現，從最早的ant，到后來一統天下的maven，到現在的gradle，越來越強大。

  再比如GNU構建系統經典的configure, make, make install三部曲，已經成為linux系統構建軟件的標准與習慣（即使不是GNU構建系統，很多軟件的構建也使用這三個過程）。

  現代的編程語言大多給出了自己專用的構建系統與構件系統，它們兩者已成為軟件開發團隊必不可少的工具。go語言自然也不能例外。

wikipedia對構建的定義

Build automation is the process of automating the creation

of a software build and the associated processes

including: compiling computer source code into binary code,

packaging binary code, and running automated tests.

  在《不一樣的go語言-gopher》一文中，“依賴管理”與“構建方式”兩節中已經講述過go語言關於構建的種種，在此不再贅述。也曾提到了當前go的構建系統在國內的種種不便及對策。正所謂合久必分，分久必合，在官方的支持下，go的構建系統日趨成熟，但目前獨獨一個好的構件系統，一個可以在本地搭建的構件系統。關於這一點，將在下一節中詳述。

  一個好的構建系統，應該具有以下特征。

1. 自動解決依賴關系：包括直接依賴與間接依賴，如A依賴B，B依賴D，C依賴D，構建系統應自動引入A、B、C、D依賴，並去重。
2. 增量&並行構建：增量構建是只對變更構建而跳過沒有變更的文件或任務；並行構建指各自獨立的任務可以並行執行。
3. 測試：如單元測試、並行測試、性能測試、測試報告等。
4. 錯誤提示：友好詳細的構建錯誤提示，豐富的調試或錯誤輸出參數控制。
5. 自定義構建目標：比如自定義打包格式, exe, zip, etc。
6. 基於配置&約定：約定優於配置，構建輸入輸出易配置。
7. 可擴展：可自定義擴展，如maven與gradle的plugin機制
8. 跨平台：構建系統本身需要具備跨平台的特性，或者能在交叉構建（在某個目標系統構建另一個目標系統的程序）
9. 發布：支持發布程序包至私庫及各類不同協議的第三方倉庫。
10. IDE集成：支持與各大主流IDE集成。

  顯然go的構建系統還不夠強大，開發人員還無法定制構建過程與結果。只有go build命令而沒有輔助go build命令的工具，在這一方面go依然任得道遠。

常見構建系統列表

語言	構建系統	說明
c/c++	gnu make, automake, nmake, cmake, qmake	各個make對應於不同時期，不同架構體系下的構建工具
java	ant, maven, gradle	目前maven與gradle是主流, ant已經退出歷史舞台
python	distribute, setuptools, easy_install, eggs, pip	python的構建系統百家齊放，世界大戰般。不過pip最終贏得王座
nodejs	npm	-
javasript	grunt, gulp, webpack	誰是王者？
go	go build	嫡系
rust	cargo	號稱最強大的構建系統, 超級大殺器。
ruby	rubygem	-
.net	visual studio之nuget	最牛逼的IDE, 包羅萬有
swift&object-c	xcode	最霸道的IDE

  除了上述列表的構建系統，現在已經有不少雲構建系統存在。比如google的Bazel，滴滴的建木。

  上面提到的大殺器cargo，它與其他語言的構建系統不同，其既是構建系統又是構件系統。cargo口號叫得那么響，除了其是官方出品之外，恐怕也只是為了與go一較高下。rust可能為程序 員考慮得更多，極力地想討好程序員。而在構建系統方面，對比一下go module與cargo，只怕go也是借鑒了不少cargo的東西。但與當代成熟的構建系統，比如gradle，並沒有高下立判之感。不同之處在於cargo在配置中使用rust語言本身來做擴展，而gradle則是使用自身的DSL語言來實現。相比這下，go在這一方面還需要快馬加鞭，總比在屁顛屁顛地跟在別人后面追好。

構件系統

  go語言的構件系統，官方默認是github。此外也可以是支持vgo下載協議的倉庫(如athens, goproxy.io)，然后通過設置GOPROXY環境變量來設置構件系統代理，此舉可以完美解決國內下載依賴不暢的問題。而對於私庫，目前免費開源的只有athens，但是仍不夠完善。除此之外，jfrog的artifactory也支持go私庫，只不過要收費。

  私庫對於一個成熟、專業的開發團隊來說，是極其重要的一個工具。團隊內部會產生大量的公共程序包，對於go語言來說，如果沒有一個類似於maven的nexus倉庫，那么項目如何構建？如何持續集成？雖然必然會有各種巧妙地方案來解決或避開這些問題，但無疑是不得已而為之。現代編程體系發展至今天，沒有理由讓歷史倒退，走回批處理或者基礎設施（網絡）的老路來解決問題。有時候我真覺得王垠大俠對go的批判有道理，不吸取前人在編程語言設計上的經驗教訓，而一意孤行到底。盡管我不否認，寫go確實會比java舒服很多，java嚴謹地啰嗦，所以它只適合用來做大項目。

  鑒於此，go的官方團隊應該鼓勵社區去達成構件系統這事。而不應該像go module那樣，將社區招之即來，揮之即去，利用完了，就沒社區什么事了。

  那么構件系統，應該具有以下特征。

1. 構件存儲：包括二進制包、源碼包、文檔
2. 版本：支持release、snapshot，
3. 元數據：設計良好的元數據的存儲機制
4. 緩存：支持本地緩存
5. 安全&權限：支持用戶、角色、權限模型；支持常用的用戶體系集成，如LDAP
6. 倉庫管理：多語言，多倉庫，支持代理倉庫，遠程倉庫。

常見構件系統列表

構件系統	支持語言/系統	支持構建系統	說明
nexus	java	maven, gradle, npm	歷史悠久，流行的構件系統
jfrog	java, go	maven, gradle, go	后起之秀，有選擇的收費
proget	.net	vistual studio	-
cargo	rust	cargo	-
Cocoapods	swift&object-c	xcode	-
Carthage	swift&object-c	xcode	-
dpkg&apt	Debian, Ubuntu	-	-
yum	CentOS	-	-
homebrew	Mac OS	-	-

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