Go 语言生态发展之路

发布于 2021-11-04 14:09 ，所属分类：软件编程学习资料

2007 年 9 月 21 日，Robert Griesemer，Rob Pike 和 Ken Thompson 在一块白板上勾勒了一个新语言，并在几天内定下了计划和目标，作为一个自由时间的项目进行；2008 年年中，这个项目得到 Google 的全力支持，成为了一个全职项目；2009 年 11 月，Go 语言正式开源^[1]，并于三年后发布 1.0 版本。发布 12 年至今，已有上百万开发者成为“gopher”，已经远超设计者最初的预期。

# 源起 #

Go 语言的开发团队可以说是高人云集：Ken Thompson 创造了 B 语言（C 语言前身），是 Unix 和 Plan9 操作系统的创立者之一，和 Dennis Ritchie 一起获得了 1983 年的图灵奖；Rob Pike 是 Unix 小组成员，也是 Limbo 语言和 UTF-8 编码的主要设计者；Robert Griesemer 曾参与制作 Google 的 JavaScript 引擎 V8、Java 的 HotSpot 虚拟机和领域特定语言 Sawzall ^[2]（Sawzall 最早被 Google 用于处理大批量日志，后来基本被 Go 取代^[3]）。

Go 语言的三位创始人在 Google I/O 2012 - Meet the Go Team

随着 Go 的发展，出现了一些声音称 Go 语言没什么技术优势，而 Rob Pike 对此的态度是“你们是对的”，Go 语言本身 “并不有趣”，其设计初衷不是为了推动编程语言设计的进步，是为改善软件工程的工作环境而生^[4]。

当时 Google 面临着软件大规模增长的问题，开发方式变得缓慢而笨拙。规模化在各种维度上均存在，比如多核并行、生产需求和依赖关系等，导致硬件和软件都非常大，很多软件的代码多达百万行（大部分使用 C++、Java 或 Python）。Go 语言的诞生解决了大规模的软件开发中一些核心痛点，比如开发缓慢、不受控制的依赖关系、代码理解困难和重复造轮子等。^[5]

官网描述 Go 语言可用于构建“简单、可靠、高效的大规模软件”，JetBrains 2021 年的最新调研报告显示，程序员们在工作中使用 Go 语言的比例达到了 61%（Rust 语言用于工作的比例仅 16%）^[6]。

使用 Go 的场景

可见 Go 确实不是一门“有趣”的编程语言，而更看重工程实践中的实用性，Go 语言设计中的方方面面都在体现这一点。

# 演进 #

版本更新历史^[7]^[8]：

2012 年 3 月，语言第一个正式版本 Go 1.0 发布，同时还有一份兼容性说明文档说明未来版本会确保向后兼容性。
2013 年 5 月，Go 1.1 发布，这个版本的编译器、垃圾回收机制、goroutine 调度器性能均有增强。
2014 年 12 月，Go 1.4 发布，堆栈大小减少了 10~30%；Android 官方支持包随版本一起发布；同时 Go 项目从 Google Code 迁移到了 Github。
2015 年 8 月，Go 编译器实现自举，完全移除了 C 语言；重新设计了垃圾回收器，支持并发，垃圾回收延迟显著降低，此后版本对垃圾回收器有更进一步的优化。
2018 年 8 月，Go 1.11 版本引入了 Go 模块功能，以响应在当年语言调研中反馈的模块管理问题；增加了实验性的 WebAssembly 支持。
2019 年 9 月，Go 1.13 版本中，改进了 sync 包 Pool 组件的资源被垃圾回收器清除的机制；重写了逃逸分析逻辑。
2020 年 8 月，Go 链接器得到了实质性的提高，减少了30% 的内存资源占用，提高了代码的可维护性。
2021 年 2 月，Go 1.16 支持了 macOS ARM64；同时默认使用 Go 模块功能（同样来自调研报告反馈的情况）。
2021 年 8 月，Go 1.17 发布，增加了对 Windows ARM64 的支持；语言有三个小的增强（unsage 包的两个新函数和语言类转换规则的扩展）。

Go 语言并没有特别激进的新特性，而是从早期的编程语言中继承了很多内容，并做了有效的组合^[9]。

影响 Go 语言设计的早期编程语言

Go 语言里一些广受开发者喜爱的特性^[10]：

并发性：这是 Go 语言最大的特色，从语言层面支持并发，goroutine 和 channel 可以非常容易的实现安全高并发。
高性能 Http Server：通过简单的代码调用就可以快速实现基于协程的 Web 服务^[11]，处理效率远高于 PHP。
易部署：直接编译成机器码，除了 glibc 没有其他外部依赖。
易学习：语言设计精简，25 个关键词表达能力强大；因为有 C 语言的基因，所以有 C 语言基础的开发者学习 Go 语言会非常轻松。
工具链 & 库：完善的工具链（代码分析、依赖管理等）和出色的标准库大大优化了开发者学习和应用的体验。

Go 发布至今还未正式支持泛型，甚至曾有很多人认为 Go 语言或许永远不会加泛型，但其实关于泛型的推进工作一直在进行，从 2020 年的调研报告来看，泛型是使用 Go 语言的开发者最需要的特性^[12]。

2020 年 Go 开发者调研报告：最需要但还缺少的特性

2021 年初 Ian Lance Taylor 正式发布了添加泛型的提案，不出意外会在下一个版本 Go 1.18 中实现。

# 社区 #

# 语言项目社区

Go 语言项目在 2009 年开源，项目的 Star 数已达到 9 万。根据 GitHub 提供的数据^[13]，截止 2021 年 10 月 20 日共有 166 人提交了超过 5 万次代码，其中 Go 语言项目成员占比 28.9%，贡献占比 64.9%，Google 员工（非语言项目成员）占比 24.7%，贡献占比 17.83%，贡献趋势如下图：

Go 语言项目代码提交情况

从代码提交情况来看，大部分贡献来自 Google 内部，近三年来每年的提交人数稳定在 70~80 人。

参与社区提交 Issue 的用户数量也在持续增长，不过目前开启中的 Issue 仍有超过 7000 个，有近一半为“待调查分类”，可能为无效的 Issue。

Go 语言项目 Issue 创建情况

除了语言本身项目，语言的社区其实是更加广义的，使用 Go 语言的开发者有一个可爱的昵称 “Gopher”。

# “Gophers” 社区

在 GolangUK 2015 会议上，Damian Gryski 提到了 “Gophers” 的文化，这是开发者被 Go 吸引进而成为 “Gopher” 的原因^[14]。“Gophers” 的社区文化：

- Code
    - gofmt
    - if err != nil { ... }
    - go vet
    - go build -race
    - golint (CodeReviewComments)
    - godoc.org/github.com/user/package
    - go get
    - limited use of interface{}

- Social
    - Simple is better than complex
    - Performance matters
    - Costs are visible

SlashData 在 2021 年初发布的开发者调研显示 Go 开发者人数已超过 200 万，社区人数排行第十^[15]。

编程语言社区人数

在官方调研报告中，约半数开发者清楚了解如何给社区贡献，而感到自己的贡献是受欢迎的开发者比例约为 60%，这两个比例都在逐年提升^[12]。接受调研的开发者其实已经是相对活跃的，主观感受会导致调研结果有误差，但整体来看，仍有越来越多开发者愿意参与到社区贡献中。

Go 开发者调研报告 2020：社区满意度

活跃于社区的开发者通过邮件、媒体论坛、固定会议等交流^[16]，有约 30% 开发者会频繁参与到开源项目中^[12]，但更多开发者并不会发出声音，他们在实践中使用 Go，也切实的从社区资源中获益。

邮件列表：golang-nuts、golang-dev、golang-announce
用户群和会议：GoBridge、GoDiscourse、GopherCon
媒体论坛：The Go Forum、Gophers Slack Channel、Golang News、Twitter、Stack Overflow、Reddit 等

# 应用 #

GitHub 上 Go 为主要语言的开源项目已超过 10 万个，约 24 万开发者在这些开源项目中提交 PR^[17]。

GitHub 上每月新创建的 Go 语言项目数

官方调研报告显示，Go 应用最多的领域是 Web 开发，此外也被广泛应用于数据库、DevOps、网络编程和系统编程；在科学计算、手机等方面的应用较少^[12]。

Go 开发者调研报告 2020：应用领域

这一点从开源项目中也可以了解到，2021 年截止 9 月最活跃的仓库（根据 PR 数量排序）基本上都与数据库、微服务平台和容器编排相关^[17]。Go 已成为云基础架构的语言，这绝不是偶然，最初 Go 的设计目的就是让 Google 工程师能更高效的编写“云端”软件。

2021 年 GitHub 活跃仓库（根据 PR 数量排序）Top 10

2013 年 Matt Stine 首次提出云原生（CloudNative）概念，2015 年云原生计算基金会（CNCF，Cloud Native Computing Foundation）成立，致力于发展推广云原生技术。CNCF 给云原生的定义中提到了目前的代表技术包括容器、服务网格、微服务、不可变基础架构和声明式 API 等^[18]。

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云原生基础设施的很多代表性项目均为 Go 语言实现，这些技术的普及又带动了 Go 语言的推广，可以说 Go 语言和“云”是相互成就的。

容器应用：Docker、Kubernetes
数据库应用：etcd、TiDB
微服务框架：Go Kit、Go Micro、Gizmo
Web 框架：Gin、Echo、Beego

国内如 PingCAP、腾讯、百度和京东等大公司均有 Go 语言的应用，2020 年 JetBrains 的开发者生态系统调研中，中国有 16% 的开发者在使用 Go 语言^[19]。

Go 语言开发者地域分布

# 总结 #

回顾 Go 语言的发展情况，我们可以清楚地看到：

1. 针对开发痛点的语言特性：Go 从语言层面支持并行，部署简单，很好的解决了软件开发各维度规模化中出现的痛点。
2. 低学习曲线：可以快速上手并投入实际开发工作。
3. 开发者体验不断改善：开源社区运营，有完整的工具链、标准库和一些不错的开发框架。
4. “杀手级”应用：Docker、Kubernetes 出现，云计算技术不断完善普及，云原生概念兴起。
5. 巨头公司支持：大量国内外公司在使用 Go 语言开发，也会作为 Go 语言发展的支持后盾。

技术发展过程中，会顺应需求出现不同的开发工具或者说材料，Go 语言所有的特点都是为了实现更加高效的大规模开发而生，至少在云原生领域，Go 语言的地位已很难动摇。

扩展阅读

《Go语言设计与实现》会在今年年底正式出版，感兴趣的小伙伴可以看这里：《Go语言设计与实现》纸质书诚邀读者评论(作者：Draveness)