不一样的go语言-构建系统与构件系统

前言

  代码的最后一步是构建成计算机可识别的二进制数据，然后才得以在计算机上运行。如果你曾经写过有点规模（至少数十个以上独立的源文件，且需要依赖第三方包）C语言项目，必定对C语言项目的构建过程印象深刻。或者当你曾经在linux系统中使用rpm命令安装程序 时，系统一遍又一遍不厌其烦地提醒你缺少依赖时，不知那时的心情如何？前一个问题可归属于构建系统(Build Systems, Build Automation)，后一个问题则属于构件系统(artifact repository manager or binary repository manager)的范畴。而平常我们所说的“构建系统”往往代指构建系统与构件系统。也可以简略地认为，构建系统是由程序与配置组成的，而构件系统是由软件包与软件元数据组成。

构建系统

  go语言的程序构建，基于go build命令，内置于官方发行版中。其天生正统，而不像java有ant、maven、gradle，python有pip。它的构建体系经历过几个阶段，最早是依赖于GOPATH，其次是vendor(dep)，再到后来就是go module(早期也叫vgo)。在具体介绍构建系统之前，按惯例先上示例代码。

  示例代码是一个mini的java项目结构(非maven、gradle结构)，主要演示如果完全依赖于javac，如何做java项目构建。

├── 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() {

}

  以下是构建过程。

[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

  从上述代码可以看出，这仅仅是构建一个只有两个类，且没有第三方依赖的微型项目，javac命令的参数已经挺长。可想而知，当项目中有成千上百个类，几十个依赖，再加上编译选项、注解处理等等，javac的参数长度会有多长。而构建是随时发生的，这样的任务毫无疑问应该有一个工具来完成。我相信最早的时候这样的工具非批处理脚本莫属。在后来的日子里，随着越来越多的需求加入到构建的各个阶段，如编译前、编译时、构建前、构建后、测试阶段、打包、发布等，甚至在开发阶段也有很多需求产生，如代码生成。所有这些后来都被构建系统所实现，从最早的ant，到后来一统天下的maven，到现在的gradle，越来越强大。

  再比如GNU构建系统经典的configure, make, make install三部曲，已经成为linux系统构建软件的标准与习惯（即使不是GNU构建系统，很多软件的构建也使用这三个过程）。

  现代的编程语言大多给出了自己专用的构建系统与构件系统，它们两者已成为软件开发团队必不可少的工具。go语言自然也不能例外。

wikipedia对构建的定义

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《不一样的go语言-gopher》一文中，“依赖管理”与“构建方式”两节中已经讲述过go语言关于构建的种种，在此不再赘述。也曾提到了当前go的构建系统在国内的种种不便及对策。正所谓合久必分，分久必合，在官方的支持下，go的构建系统日趋成熟，但目前独独一个好的构件系统，一个可以在本地搭建的构件系统。关于这一点，将在下一节中详述。

  一个好的构建系统，应该具有以下特征。

1. 自动解决依赖关系：包括直接依赖与间接依赖，如A依赖B，B依赖D，C依赖D，构建系统应自动引入A、B、C、D依赖，并去重。
2. 增量&并行构建：增量构建是只对变更构建而跳过没有变更的文件或任务；并行构建指各自独立的任务可以并行执行。
3. 测试：如单元测试、并行测试、性能测试、测试报告等。
4. 错误提示：友好详细的构建错误提示，丰富的调试或错误输出参数控制。
5. 自定义构建目标：比如自定义打包格式, exe, zip, etc。
6. 基于配置&约定：约定优于配置，构建输入输出易配置。
7. 可扩展：可自定义扩展，如maven与gradle的plugin机制
8. 跨平台：构建系统本身需要具备跨平台的特性，或者能在交叉构建（在某个目标系统构建另一个目标系统的程序）
9. 发布：支持发布程序包至私库及各类不同协议的第三方仓库。
10. IDE集成：支持与各大主流IDE集成。

  显然go的构建系统还不够强大，开发人员还无法定制构建过程与结果。只有go build命令而没有辅助go build命令的工具，在这一方面go依然任得道远。

常见构建系统列表

语言	构建系统	说明
c/c++	gnu make, automake, nmake, cmake, qmake	各个make对应于不同时期，不同架构体系下的构建工具
java	ant, maven, gradle	目前maven与gradle是主流, ant已经退出历史舞台
python	distribute, setuptools, easy_install, eggs, pip	python的构建系统百家齐放，世界大战般。不过pip最终赢得王座
nodejs	npm	-
javasript	grunt, gulp, webpack	谁是王者？
go	go build	嫡系
rust	cargo	号称最强大的构建系统, 超级大杀器。
ruby	rubygem	-
.net	visual studio之nuget	最牛逼的IDE, 包罗万有
swift&object-c	xcode	最霸道的IDE

  除了上述列表的构建系统，现在已经有不少云构建系统存在。比如google的Bazel，滴滴的建木。

  上面提到的大杀器cargo，它与其他语言的构建系统不同，其既是构建系统又是构件系统。cargo口号叫得那么响，除了其是官方出品之外，恐怕也只是为了与go一较高下。rust可能为程序 员考虑得更多，极力地想讨好程序员。而在构建系统方面，对比一下go module与cargo，只怕go也是借鉴了不少cargo的东西。但与当代成熟的构建系统，比如gradle，并没有高下立判之感。不同之处在于cargo在配置中使用rust语言本身来做扩展，而gradle则是使用自身的DSL语言来实现。相比这下，go在这一方面还需要快马加鞭，总比在屁颠屁颠地跟在别人后面追好。

构件系统

  go语言的构件系统，官方默认是github。此外也可以是支持vgo下载协议的仓库(如athens, goproxy.io)，然后通过设置GOPROXY环境变量来设置构件系统代理，此举可以完美解决国内下载依赖不畅的问题。而对于私库，目前免费开源的只有athens，但是仍不够完善。除此之外，jfrog的artifactory也支持go私库，只不过要收费。

  私库对于一个成熟、专业的开发团队来说，是极其重要的一个工具。团队内部会产生大量的公共程序包，对于go语言来说，如果没有一个类似于maven的nexus仓库，那么项目如何构建？如何持续集成？虽然必然会有各种巧妙地方案来解决或避开这些问题，但无疑是不得已而为之。现代编程体系发展至今天，没有理由让历史倒退，走回批处理或者基础设施（网络）的老路来解决问题。有时候我真觉得王垠大侠对go的批判有道理，不吸取前人在编程语言设计上的经验教训，而一意孤行到底。尽管我不否认，写go确实会比java舒服很多，java严谨地啰嗦，所以它只适合用来做大项目。

  鉴于此，go的官方团队应该鼓励社区去达成构件系统这事。而不应该像go module那样，将社区招之即来，挥之即去，利用完了，就没社区什么事了。

  那么构件系统，应该具有以下特征。

1. 构件存储：包括二进制包、源码包、文档
2. 版本：支持release、snapshot，
3. 元数据：设计良好的元数据的存储机制
4. 缓存：支持本地缓存
5. 安全&权限：支持用户、角色、权限模型；支持常用的用户体系集成，如LDAP
6. 仓库管理：多语言，多仓库，支持代理仓库，远程仓库。

常见构件系统列表

构件系统	支持语言/系统	支持构建系统	说明
nexus	java	maven, gradle, npm	历史悠久，流行的构件系统
jfrog	java, go	maven, gradle, go	后起之秀，有选择的收费
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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