golang1.16新特性速览

今天是假期最后一天，明天起大家也要陆续复工了。golang1.16也在今天正式发布了。

原定计划是2月1号年前发布的，不过迟到也是golang的老传统了，正好也趁着最后的假期快速预览一下golang1.16的新特性吧。

本文索引

• 语言內建的资源嵌入支持
• 支持arm64
• go modules的新特性
  • GO111MODULE现在默认为on
  • go build不在更改mod相关文件
  • go install的变化
  • 新的GOVCS环境变量
  • 相对路径导入不在被允许
• 标准库的变化
  • testing
  • ioutils包已经废弃
  • tcp半连接队列扩容
  • 重大更新io/fs
• 其他改进

语言內建的资源嵌入支持

之前市面上已经有很多把今天文件嵌入golang二进制程序的工具了，这次golang官方将这一功能加入了embed标准库，从语言层面上提供了支持。

我之前以及写了embed的使用教程，可以看这里。

这儿还有一篇官方推荐的教程。

支持arm64

m1芯片可谓是最近的焦点，golang自然也不会落下。

在golang1.16中官方已经支持darwin/arm64平台，cgo和编译成c语言可调用的动态/静态链接库的功能也已支持。同样受益的还有bsd家族的arm64版本。

现在可以在新版mac上尝试golang了。

不过plugin模式的支持仍在进行中，想要完整支持arm64还需要一段时间。

go modules的新特性

本次更新依旧带来了许多modules的新特性。

GO111MODULE现在默认为on

1.16开始默认启用modules，这在1.15的时候已经预告过了。现在GO111MODULE的默认值为on。

不过golang还是提供了一个版本的适应期，如果你还不习惯modules，可以把GO111MODULE设置回auto。在1.17中这个环境变量将会被删除。

都1202年了，也该学学go modules怎么用了。

go build不再更改mod相关文件

以前的教程里我提到过go build会自动下载依赖，这会更新mod文件。

现在这一行为被禁止了。想要安装、更新依赖只能使用go get命令，go build和go test将不会再做这类工作。

go install的变化

go install在1.16中也有了不小的变化。

首先是通过go install my.module/tool@1.0.0 这样在module末尾加上版本号，可以在不影响当前mod的依赖的情况下安装golang程序。

go install是未来唯一可以安装golang程序的命令，go get的编译安装功能现在可以靠-d选项关闭，而未来编译安装功能会从go get移除。

也就是说go的命令各司其职，不再长臂管辖了。

新的GOVCS环境变量

新的GOVCS环境变量指定了golang用什么版本控制工具下载源代码。

其格式为：GOVCS=<module prefix>:<tool name>,[<module prefix>:<tool name>, ...]

其中module prefix为github.com等，而tool name就是版本控制工具的名字，比如git，svn。

一个更具体的例子是：GOVCS=github.com:git,evil.com:off,*:git|hg

module prefix也可以用*通配任何模块的前缀。

tool name还可以设置为all和off，all代表允许使用任何可用的工具，而off则表示不允许使用任何版本控制工具。

不过现在设置为off的模块的代码仍然可能会被下载。

更多的细节可以参考go help vcs。

相对路径导入不在被允许

golang1.16开始禁止import导入的模块以.开头，模块路径中也不允许出现任何非ASCII字符，所以下面的代码不再合法：

import (
    "./tools/factory"
    "../models/user"
    "some.pkg.com/杀马特/音乐工厂"
)

对非ASCII字符一如既往的不友好，不过也只能按规矩办事了。

标准库的变化

golang1.16除了对标准库进行通常的功能更新和修复，还引入了一些重大变化。

testing

testing包主要的变化是在测试用例里调用os.Exit(0)会从程序终止变成测试失败。

比如这个：

package main

import (
    "os"
    "testing"
)

func TestXXX(t *testing.T) {
    t.Log("exit")
    os.Exit(0)
}

现在会是这样的输出：

$ go test -v a_test.go

=== RUN   TestXXX
    a_test.go:9: exit
--- FAIL: TestXXX (0.00s)
panic: unexpected call to os.Exit(0) during test [recovered]
        panic: unexpected call to os.Exit(0) during test

goroutine 18 [running]:
testing.tRunner.func1.2(0x51b920, 0x56cc28)
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1144 +0x332
testing.tRunner.func1(0xc000082600)
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1147 +0x4b6
panic(0x51b920, 0x56cc28)
        /usr/local/go/src/runtime/panic.go:965 +0x1b9
os.Exit(0x0)
        /usr/local/go/src/os/proc.go:68 +0x6d
command-line-arguments.TestXXX(0xc000082600)
        /tmp/a_test.go:10 +0x76
testing.tRunner(0xc000082600, 0x54df18)
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1194 +0xef
created by testing.(*T).Run
        /usr/local/go/src/testing/testing.go:1239 +0x2b3
FAIL    command-line-arguments  0.004s
FAIL

ioutils包已经废弃

1.16已经标记io/ioutil为废弃，函数被转移到了os和io这两个包里，具体见下表：

ioutil旧函数	新函数
Discard	io.Discard
NopCloser	io.NopCloser
ReadAll	io.ReadAll
ReadDir	os.ReadDir
ReadFile	os.ReadFile
WriteFile	os.WriteFile
TempDir	os.MkdirTemp
TempFile	os.CreateTemp

现在开始可以做移植了。

tcp半连接队列扩容

在Linux kernel 4.1以前，golang设置tcp的listen队列的长度是从/proc/sys/net/core/somaxconn获取的，通常为4096。

而在4.1以后golang会直接设置半连接队列的长度为2^32 - 1也就是4294967295。

更大的半连接队列意味着可以同时处理更多的新加入请求，而且不用再读取配置文件性能也会略微提升。

重大更新io/fs

1.16除了支持嵌入静态资源外，最大的变化就是引入了io/fs包。

golang认为文件的io操作是依赖于文件系统（filesystem，fs）的，所以决定模仿Linux的vfs做一套基于fs的io接口。

这样做的目的有三个：

1. os包应该专注于和系统交互而不是包含一部分io接口
2. io包和os包分别包含了io接口的一部分，导致互相依赖职责不清晰
3. 可以把有关联的一部分文件或者数据组成虚拟文件系统，供通用接口处理提升程序的可扩展性，比如zip打包的文件

所以io/fs诞生了。

fs包中主要包含了下面几种数据类型（都是接口类型）：

名称	作用
FS	文件系统的抽象，有一个Open方法用来从FS打开获取文件数据
DirEntry	描述目录项目（包含目录自身）的数据结构
File	描述文件数据的结构，包含Stat，Read，Close方法
ReadDirFile	在File的基础上支持ReadDir，可以代表目录自身
FileMode	描述文件类型，比如是通常文件还是套接字或者是管道
FileInfo	文件的元数据，例如创建时间等

其中有一些接口和os包中的同名，实际上是os包引入fs包后起的别名。

对于FS，还有以下的扩展，以便增量描述文件系统允许的操作：

名称	作用
GlobFS	增加Glob方法，可以用通配符查找文件
ReadDirFS	增加ReadDir方法，可以遍历目录
ReadFileFS	增加ReadFile方法，可以用文件名读取文件所有内容
StatFS	增加Stat方法，可以获得文件/目录的元信息
SubFS	增加Sub方法，Sub方法接受一个文件/目录的名字，从这个名字作为根目录返回一个新的文件系统对象

fs包还提供了诸如Glob，WalkDir等传统的文件操作接口。

fs的主要威力在于处理zip、tar文件，以及http的文件接口时可以大幅简化代码。而且新的embed静态资源嵌入也是依赖fs实现的。

因为只是速览的缘故，无法详尽介绍io/fs包，你可以参考golang的文档或这篇文章做进一步了解。

其他改进

其他的改进包括Unicode更新到了13.0、新增加了runtime/metrics包已提供更好更规范的运行时信息等。

同时1.16优化了链接器，现在它在linux/amd64上比1.15快了20-25%，内存占用减少了5-15%。

在Windows上已经全面支持了地址空间布局随机化（ASLR），此前不支持将golang编译为dll时启用ASLR。

本次更新中语言本身没有什么变化。

更多信息可以查看golang1.16 release notes