从Python到Go：初学笔记

本文记录了我在学习Go的过程时的一些笔记，主要是比较Python和Go之间的差异并作简单描述，以此使Python程序员对Go语言的特性有简略的了解。初学难免有纰漏，欢迎各位批评指正补充交流，谢谢。

数组和slice

Go中的数组需要在创建时确定长度，一个更灵活的对象是slice，后者可以使用append添加，两者的定义方式相似。

var StrArray [10]string //数组，长度为10
var StrSlice []string //slice

slice可以根据现有的数组（称为底层数组）创建，但对其的修改会导致底层数组的改变。

指针

Go语言支持指针，用法和C一样

结构体

结构体和Python中的Class相似，但在这一代码段中只能定义类型的数据布局，方法需要定义指定接收对象的函数（见“方法”）。

type Point struct{
    X int
    Y int
}

结构体嵌套和匿名成员

在结构体中添加结构体成员会使变量的访问变得麻烦，Go中可以不带名称定义结构体成员称为匿名成员。

结合匿名成员以及方法对匿名成员的处理（包含某个结构体匿名成员的结构体可以接收该结构体的方法），匿名成员机制可以视为继承

type ColoredPoint struct {
	Point // 匿名成员
	color string
}

var cp ColoredPoint
cp.X = 1
cp.Y = 2
cp.color = "red"

函数和方法

不同于普通的函数，方法是指定接收对象的。

包含某个结构体匿名成员的结构体可以接收该结构体的方法。

接口

定义与实现

隐式实现：满足接口所需的方法即为实现某个接口，无需显式声明

type Phone interface {
    call()()
    text(str []string)(n int)
}

当某一个类型拥有如上所属的输入和输出的Write方法时，即可称其实现了Writer接口。

type iPhone struct{}

func (p iPhone) call (){
	fmt.Println("call from iPhone")
}

func (p iPhone) text (str []string){
	fmt.Println(str)
	fmt.Println("text from iPhone")
    return len(str)
}

接口的应用

接口可以被作为一个变量定义，可被赋予具体类型。

var phone Phone

// 赋值方法一
var iphone iPhone
phone = iphone
phone.call()
phone.text("test")

// 赋值方法二
phone = new(iPhone)
phone.call()
phone.text("test")

并行

goroutine

Go中每一个并发的活动称为goroutine，不同于Python虚假的多线程或不稳定的多进程，goroutine被归类为协程（Coroutine）。

并行：多进程、多线程、协程、异步IO

略

go f()

不同于Python会自动等待各Process运行结束后退出，在Go中main函数返回时，所有的goroutine都暴力地终结，可以使用下文提及的通道阻塞或者sync的WaitGroup等待以保证各goroutine运行。

通道

通道用于goroutine间的通信，不同于Python的Threading库或multiporcessing库中的Queue（队列），Go中的通道是需要标注数据类型的。

ch := make(chan int) //定义通道，int为数据类型
ch <- x // 发送数据
x = <- ch // 接收数据
<- ch // 接收数据并丢弃
close(ch) //关闭通道

对通道的收发操作都是阻塞的。

不同于Queue关闭后无法收发，通道关闭后无法发送，但可以接收剩余的数据。

无缓冲通道

ch1 := make(chan int)
ch2 := make(chan int, 0)
// 两者含义相同

如上定义的通道，为无缓冲通道，即一次不阻塞的发送后，数据被接收之前，第二次发送被阻塞。

缓冲通道

ch := make(chan int, 3) //定义通道，int为数据类型，容量为3

如上定义的通道，可以进行四次不阻塞的发送，第五次发送被阻塞（没有接收的前提下）。

单向通道

为了避免误用可以在函数的参数定义时固定通道的方向

func f(in <-chan int, out chan<- int) {}

如上定义时，通道in对于函数f来说是只能接收的通道，通道out对于函数f来说是只能发送的通道。

select多路复用

select的类似于switch，但不同的是select的分支上是阻塞着的操作而非数据。select使可以同时等待多个操作的阻塞，直到某一个分支上的操作不再阻塞。每个select只执行一个分支。

select {
case x1 <-ch1:
    // ...
case x2 <-ch2:
    // ...
case ch3 <- x3:
    // ...
default:
    // ...
}

共享变量

一句任何涉及并发的编程都应该遵守的话：

‘‘Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating.’’

不要通过共享内存来通信，应该用通信来共享内存。即应当将对象限制在顺序执行的环境下（比如某个协程中）进行写操作。

互斥锁

也可以用锁。

sync.Mutex

类似multiprocessing.Lock有acquire()和release()，sync.Mutex有Lock()和Unlock()。（记得用defer延迟执行Unlock()以保证解锁的执行）

sync.RWMutex

Go提供共了一种更复杂的锁，除了不可并行的写锁Lock()和Unlock()，还有可并行的读锁RLock()和RUnlock()。其使用类似于数据库的二、三级封锁协议。

sync.Once

延迟初始化，Once函数以某个函数为参数，保证这个只需要执行一次的函数在并行情况下执行且只执行一次。相同效果虽然用RWMutex也可以实现但Once更加简便

竞态检测器 race detector

输出一份包含所有数据竞态的报告，go run/build/test时添加-race可以使用该功能。

GOMAXPROCS

确定需要使用的OS线程数目，可以在作为环境变量设置，或用函数runtime.GOMAXPROCS控制。

参考：

《Go程序设计语言》