[ golang ] golang 语言特性
一、golang 语言特性
golang 语言特性主要包括以下几点：
q 自动垃圾回收
q 更丰富的内置类型
q 函数多返回值
q 错误处理
q 匿名函数和闭包
q 类型和接口
q 并发编程
q 反射
q 语言交互性
- 自动垃圾回收
C语言代码不支持垃圾自动回收，会导致指针存在如下两个问题：
void foo()
{
char* p = new char[128];
... // 对p指向的内存块进行赋值
func1(p); // 使用内存指针
delete[] p;
}
1、各种非预期的原因，比如由于开发者的疏忽导致最后的delete语句没有被调用，都会引发经典而恼人的内存泄露问题。假如该函数被调用得非常频繁，那么我们观察该进程执行时，会发现该进程所占用的内存会一直疯长，直至占用所有系统内存并导致程序崩溃，而如果泄露的是系统资源的话，那么后果还会更加严重，最终很有可能导致系统崩溃。
2、手动管理内存的另外一个问题就是由于指针的到处传递而无法确定何时可以释放该指针所指向的内存块。假如代码中某个位置释放了内存，而另一些地方还在使用指向这块内存的指针，那么这些指针就变成了所谓的“野指针”（ wild pointer）或者“悬空指针”（ dangling pointer），对这些指针进行的任何读写操作都会导致不可预料的后果。
由于其杰出的效率， C和C 语言在非常长的时间内都作为服务端系统的主要开发语言，比如Apache、 Nginx和MySQL等著名的服务器端软件就是用C和C 开发的。然而，内存和资源管理一直是一个让人非常抓狂的难题。服务器的崩溃十有八九就是因为不正确的内存和资源管理导致，更讨厌的是这种内存和资源管理问题即使被发现了，也很难定位到具体的错误地点，导致无数程序员通宵达旦地调试程序。这个问题在多年里被不同人用不同的方式来试图解决，并诞生了一些非常著名的内存检查工具，比如Rational Purify、 Compuware BoundsChecker和英特尔的Parallel Inspector等。
到目前为止，内存泄露的最佳解决方案是在语言级别引入自动垃圾回收算法（ Garbage Collection，简称GC）。所谓垃圾回收，即所有的内存分配动作都会被在运行时记录，同时任何对该内存的使用也都会被记录，然后垃圾回收器会对所有已经分配的内存进行跟踪监测，一旦发现有些内存已经不再被任何人使用，就阶段性地回收这些没人用的内存。当然，因为需要尽量最小化垃圾回收的性能损耗，以及降低对正常程序执行过程的影响，现实中的垃圾回收算法要比这个复杂得多，比如为对象增加年龄属性等，但基本原理都是如此。
自动垃圾回收在C/C 社区一直作为一柄双刃剑看待，虽然到C 0x（后命名为C 11）正式发布时，这个呼声颇高的特性总算是被加入了，但按C 之父的说法，由于C 本身过于强大，导致在C 中支持垃圾收集变成了一个困难的工作。假如C 支持垃圾收集，以下的代码片段在运行时就会是一个严峻的考验：
int* p = new int;
p = 10; // 对指针进行了偏移，因此那块内存不再被引用
// …… 这里可能会发生针对这块int内存的垃圾收集 ……
p -= 10; // 咦，居然又偏移到原来的位置
*p = 10; // 如果有垃圾收集，这里就无法保证可以正常运行了
对于以上的这个C语言例子，如果使用Go语言实现，我们就完全不用考虑何时需要释放之前分配的内存的问题，系统会自动帮我们判断，并在合适的时候（比如CPU相对空闲的时候）进行自动垃圾收集工作。
2、 更丰富的内置类型
golang增加：
数组类型
字符串类型
字典类型（map）
数组切片（slice）
3、 函数多返回值
目前的主流语言中除Python外基本都不支持函数的多返回值功能，例如C语言中如果需要获取多个返回值，那么就需要增加传参参数以便获取其他返回值，或者使用数组的形式获取多个返回值。
Go语言革命性地在静态开发语言阵营中率先提供了多返回值功能。
例如：
func getName()(firstName, middleName, lastName, nickName string){
return "May", "M", "Chen", "Babe"
}
因为返回值都已经有名字，因此各个返回值也可以用如下方式来在不同的位置进行赋值，从
而提供了极大的灵活性：
func getName()(firstName, middleName, lastName, nickName string){
firstName = "May"
middleName = "M"
lastName = "Chen"
nickName = "Babe"
return
}
并不是每一个返回值都必须赋值，没有被明确赋值的返回值将保持默认的空值。而函数的调用相比C/C 语言要简化很多：
fn, mn, ln, nn := getName()
如果开发者只对该函数其中的某几个返回值感兴趣的话，也可以直接用下划线作为占位符来忽略其他不关心的返回值。下面的调用表示调用者只希望接收lastName的值，这样可以避免声明完全没用的变量：
_, _, lastName, _ := getName()
4、错误处理
Go语言引入了3个关键字用于标准的错误处理流程，这3个关键字分别为defer、 panic和recover
5、匿名函数和闭包
在Go语言中，所有的函数也是值类型，可以作为参数传递。 Go语言支持常规的匿名函数和闭包，比如下列代码就定义了一个名为f的匿名函数，开发者可以随意对该匿名函数变量进行传递和调用：
f := func(x, y int) int {
return x y
}
:= 符号代表是先声明变量再使用
6、类型和接口
Go语言的类型定义非常接近于C语言中的结构（ struct），甚至直接沿用了struct关键字。相比而言， Go语言并没有直接沿袭C 和Java的传统去设计一个超级复杂的类型系统，不支持继承和重载，而只是支持了最基本的类型组合功能
7、并发编程（重要）
Go语言引入了goroutine概念，它使得并发编程变得非常简单。通过使用goroutine而不是裸用操作系统的并发机制，以及使用消息传递来共享内存而不是使用共享内存来通信， Go语言让并发编程变得更加轻盈和安全
通过在函数调用前使用关键字go，我们即可让该函数以goroutine方式执行。 goroutine是一种比线程更加轻盈、更省资源的协程。 Go语言通过系统的线程来多路派遣这些函数的执行，使得每个用go关键字执行的函数可以运行成为一个单位协程。当一个协程阻塞的时候，调度器就会自动把其他协程安排到另外的线程中去执行，从而实现了程序无等待并行化运行。而且调度的开销非常小，一颗CPU调度的规模不下于每秒百万次，这使得我们能够创建大量的goroutine，从而可以很轻松地编写高并发程序，达到我们想要的目的。
Go语言实现了CSP（通信顺序进程， Communicating Sequential Process）模型来作为goroutine间的推荐通信方式。在CSP模型中，一个并发系统由若干并行运行的顺序进程组成，每个进程不能对其他进程的变量赋值。进程之间只能通过一对通信原语实现协作。 Go语言用channel（通道）这个概念来轻巧地实现了CSP模型。 channel的使用方式比较接近Unix系统中的管道（ pipe）概念，可以方便地进行跨goroutine的通信。另外，由于一个进程内创建的所有goroutine运行在同一个内存地址空间中，因此如果不同的goroutine不得不去访问共享的内存变量，访问前应该先获取相应的读写锁。 Go语言标准库中的sync包提供了完备的读写锁功能
例程如下：paracalc.go
package main
import "fmt"
func sum(values [] int, resultChan chan int) {
sum := 0
for _, value := range values {
sum = value
}
resultChan <- sum // 将计算结果发送到channel中
}
func main() {
values := [] int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
resultChan := make(chan int, 2)
go sum(values[:len(values)/2], resultChan)
go sum(values[len(values)/2:], resultChan)
sum1, sum2 := <-resultChan, <-resultChan // 接收结果
fmt.Println("Result:", sum1, sum2, sum1 sum2)
}
8、反射
反射（ reflection）是在Java语言出现后迅速流行起来的一种概念。通过反射，你可以获取对象类型的详细信息，并可动态操作对象。反射是把双刃剑，功能强大但代码可读性并不理想。若非必要，我们并不推荐使用反射。
Go语言的反射实现了反射的大部分功能，但没有像Java语言那样内置类型工厂，故而无法做到像Java那样通过类型字符串创建对象实例。在Java中，你可以读取配置并根据类型名称创建对应的类型，这是一种常见的编程手法，但在Go语言中这并不被推荐
9、语言交互性
由于Go语言与C语言之间的天生联系， Go语言的设计者们自然不会忽略如何重用现有C模块的这个问题，这个功能直接被命名为Cgo。 Cgo既是语言特性，同时也是一个工具的名称。在Go代码中，可以按Cgo的特定语法混合编写C语言代码，然后Cgo工具可以将这些混合的C代码提取并生成对于C功能的调用包装代码。开发者基本上可以完全忽略这个Go语言和C语言的边界是如何跨越的。与Java中的JNI不同， Cgo的用法非常简单，例如：cprint.go
package main
/*
#include <stdio.h>
*/
import "C"
import "unsafe"
func main() {
cstr := C.CString("Hello, world")
C.puts(cstr)
C.free(unsafe.Pointer(cstr))
}
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