Go 1.6中值得关注的几个变化

北京时间2016年2月18日凌晨，在Go 1.5发布 半年后， Go 1.6正式Release 了。与Go 1.5的“惊天巨变”（主要指Go自举）相比， Go 1.6的Change 算是很小的了，当然这也与Go 1.6的dev cycle过于短暂有关。但Go社区对此次发布却甚是重视，其热烈程度甚至超出了Go 1.5。在 Dave Cheney 的倡导 下，Gophers们在全球各地举行了 Go 1.6 Release Party 。 Go Core Team也在Reddit上开了一个 AMA – Ask Me Anything ，RobPike、Russ Cox(Rsc)、Bradfitz等Go大神齐上阵，对广大Gophers们在24hour内的问题有问必答。

言归正传，我们来看看Go 1.6中哪些变化值得我们关注。不过在说变化之前，我们先提一嘴Go 1.6没变的，那就是Go语言的language specification，依旧保持Go 1兼容不变。预计在未来的几个stable release版本中，我们也不会看到Go language specification有任何改动。

一、cgo

这个 Proposal 是由Ian Lance Taylor提出的。大致分为两种情况：

(一) Go调用C Code时

Go调用C Code时，Go传递给C Code的Go Pointer所指的Go Memory中不能包含任何指向Go Memory的Pointer。我们分为几种情况来探讨一下：

1、传递一个指向Struct的指针

//cgo1_struct.go package main  /* #include <stdio.h> struct Foo{     int a;     int *p; };  void plusOne(struct Foo *f) {     (f->a)++;     *(f->p)++; } */ import "C" import "unsafe" import "fmt"  func main() {     f := &C.struct_Foo{}     f.a = 5     f.p = (*C.int)((unsafe.Pointer)(new(int)))     //f.p = &f.a      C.plusOne(f)     fmt.Println(int(f.a)) } 

从cgo1_struct.go代码中可以看到，Go code向C code传递了一个指向Go Memory（Go分配的）指针f，但f指向的Go Memory中有一个指针p指向了另外一处Go Memory: new(int)，我们来run一下这段代码：

$go run cgo1_struct.go # command-line-arguments ./cgo1_struct.go:12:2: warning: expression result unused [-Wunused-value] panic: runtime error: cgo argument has Go pointer to Go pointer  goroutine 1 [running]: panic(0x4068400, 0xc82000a110)     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/panic.go:464 +0x3e6 main.main()     /Users/tony/test/go/go16/cgo/cgo1_struct.go:24 +0xb9 exit status 2 

代码出现了Panic，并提示：“cgo argument has Go pointer to Go pointer”。我们的代码违背了Cgo Pointer传递规则，即便让f.p指向struct自身内存也是不行的，比如f.p = &f.a。

2、传递一个指向struct field的指针

按照rules中的说明，如果传递的是一个指向struct field的指针，那么”Go Memory”专指这个field所占用的内存，即便struct中有其他field指向其他Go memory也不打紧：

//cgo1_structfield.go package main  /* #include <stdio.h> struct Foo{     int a;     int *p; };  void plusOne(int *i) {     (*i)++; } */ import "C" import (     "fmt"     "unsafe" )  func main() {     f := &C.struct_Foo{}     f.a = 5     f.p = (*C.int)((unsafe.Pointer)(new(int)))      C.plusOne(&f.a)     fmt.Println(int(f.a)) } 

上述程序的运行结果：

$go run cgo1_structfield.go 6  

3、传递一个指向slice or array中的element的指针

和传递struct field不同，传递一个指向slice or array中的element的指针时，需要考虑的Go Memory的范围不仅仅是这个element，而是整个Array或整个slice背后的underlying array所占用的内存区域，要保证这个区域内不包含指向任意Go Memory的指针。我们来看代码示例：

//cgo1_sliceelem.go package main  /* #include <stdio.h> void plusOne(int **i) {     (**i)++; } */ import "C" import (     "fmt"     "unsafe" )  func main() {     sl := make([]*int, 5)     var a int = 5     sl[1] = &a     C.plusOne((**C.int)((unsafe.Pointer)(&sl[0])))     fmt.Println(sl[0]) }  

从这个代码中，我们看到我们传递的是slice的第一个element的地址，即&sl[0]。我们并未给sl[0]赋值，但sl[1] 被赋值为另外一块go memory的address(&a)，当我们将&sl[0]传递给plusOne时，执行结果如下：

$go run cgo1_sliceelem.go panic: runtime error: cgo argument has Go pointer to Go pointer  goroutine 1 [running]: panic(0x40dbac0, 0xc8200621d0)     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/panic.go:464 +0x3e6 main.main()     /Users/tony/test/go/go16/cgo/cgo1_sliceelem.go:19 +0xe4 exit status 2  

由于违背规则，因此runtime panic了。

(二) C调用Go Code时

1、C调用的Go函数不能返回指向Go分配的内存的指针

我们看下面例子：

//cgo2_1.go

package main  // extern int* goAdd(int, int); // // static int cAdd(int a, int b) { //     int *i = goAdd(a, b); //     return *i; // } import "C" import "fmt"  //export goAdd func goAdd(a, b C.int) *C.int {     c := a + b     return &c }  func main() {     var a, b int = 5, 6     i := C.cAdd(C.int(a), C.int(b))     fmt.Println(int(i)) } 

可以看到：goAdd这个Go函数返回了一个指向Go分配的内存(&c)的指针。运行上述代码，结果如下：

$go run cgo2_1.go panic: runtime error: cgo result has Go pointer  goroutine 1 [running]: panic(0x40dba40, 0xc82006e1c0)     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/panic.go:464 +0x3e6 main._cgoexpwrap_872b2f2e7532_goAdd.func1(0xc820049d98)     command-line-arguments/_obj/_cgo_gotypes.go:64 +0x3a main._cgoexpwrap_872b2f2e7532_goAdd(0x600000005, 0xc82006e19c)     command-line-arguments/_obj/_cgo_gotypes.go:66 +0x89 main._Cfunc_cAdd(0x600000005, 0x0)     command-line-arguments/_obj/_cgo_gotypes.go:45 +0x41 main.main()     /Users/tony/test/go/go16/cgo/cgo2_1.go:20 +0x35 exit status 2 

2、Go code不能在C分配的内存中存储指向Go分配的内存的指针

下面的例子模拟了这一情况：

//cgo2_2.go package main  // #include <stdlib.h> // extern void goFoo(int**); // // static void cFoo() { //     int **p = malloc(sizeof(int*)); //     goFoo(p); // } import "C"  //export goFoo func goFoo(p **C.int) {     *p = new(C.int) }  func main() {     C.cFoo() }  

不过针对此例，默认的GODEBUG=cgocheck=1偏是无法check出问题。我们将GODEBUG=cgocheck改为=2试试：

$GODEBUG=cgocheck=2 go run cgo2_2.go write of Go pointer 0xc82000a0f8 to non-Go memory 0x4300000 fatal error: Go pointer stored into non-Go memory  runtime stack: runtime.throw(0x4089800, 0x24)     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/panic.go:530 +0x90 runtime.cgoCheckWriteBarrier.func1()     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/cgocheck.go:44 +0xae runtime.systemstack(0x7fff5fbff8c0)     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/asm_amd64.s:291 +0x79 runtime.mstart()     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/proc.go:1048 ... ... goroutine 17 [syscall, locked to thread]: runtime.goexit()     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/asm_amd64.s:1998 +0x1 exit status 2  

果真runtime panic: write of Go pointer 0xc82000a0f8 to non-Go memory 0×4300000

二、HTTP/2

HTTP/2原本是 bradfitz 维护的x项目，之前位于golang.org/x/net/http2包中，Go 1.6无缝合入Go标准库net/http包中。并且当你你使用https时，client和server端将自动默认使用HTTP/2协议。

HTTP/2与HTTP1.x协议不同在于其为二进制协议，而非文本协议，性能自是大幅提升。HTTP/2标准已经发布，想必未来若干年将大行其道。

HTTP/2较为复杂，这里不赘述，后续maybe会单独写一篇GO和http2的文章说明。

三、Templates

由于不开发web，templates我日常用的很少。这里粗浅说说templates增加的两个Feature

trim空白字符

Go templates的空白字符包括：空格、水平tab、回车和换行符。在日常编辑模板时，这些空白尤其难于处理，由于是对beatiful format和code readabliity有“强迫症”的同学，更是在这方面话费了不少时间。

Go 1.6提供了{{-和-}}来帮助大家去除action前后的空白字符。下面的例子很好的说明了这一点：

//trimwhitespace.go package main  import (     "log"     "os"     "text/template" )  var items = []string{"one", "two", "three"}  func tmplbefore15() {     var t = template.Must(template.New("tmpl").Parse(`     <ul>     {{range . }}         <li>{{.}}</li>     {{end }}     </ul>     `))      err := t.Execute(os.Stdout, items)     if err != nil {         log.Println("executing template:", err)     } }  func tmplaftergo16() {     var t = template.Must(template.New("tmpl").Parse(`     <ul>     {{range . -}}         <li>{{.}}</li>     {{end -}}     </ul>     `))      err := t.Execute(os.Stdout, items)     if err != nil {         log.Println("executing template:", err)     } }  func main() {     tmplbefore15()     tmplaftergo16() }  

这个例子的运行结果：

$go run trimwhitespace.go      <ul>          <li>one</li>          <li>two</li>          <li>three</li>      </ul>      <ul>     <li>one</li>     <li>two</li>     <li>three</li>     </ul>  

block action

block action提供了一种在运行时override已有模板形式的能力。

package main  import (     "log"     "os"     "text/template" )  var items = []string{"one", "two", "three"}  var overrideItemList = ` {{define "list" -}}     <ul>     {{range . -}}         <li>{{.}}</li>     {{end -}}     </ul> {{end}} `  var tmpl = `     Items:     {{block "list" . -}}     <ul>     {{range . }}         <li>{{.}}</li>     {{end }}     </ul>     {{end}} `  var t *template.Template  func init() {     t = template.Must(template.New("tmpl").Parse(tmpl)) }  func tmplBeforeOverride() {     err := t.Execute(os.Stdout, items)     if err != nil {         log.Println("executing template:", err)     } }  func tmplafterOverride() {     t = template.Must(t.Parse(overrideItemList))     err := t.Execute(os.Stdout, items)     if err != nil {         log.Println("executing template:", err)     } }  func main() {     fmt.Println("before override:")     tmplBeforeOverride()     fmt.Println("after override:")     tmplafterOverride() }  

原模板tmpl中通过block action定义了一处名为list的内嵌模板锚点以及初始定义。后期运行时通过re-parse overrideItemList达到修改模板展示形式的目的。

上述代码输出结果：

$go run blockaction.go before override:      Items:     <ul>          <li>one</li>          <li>two</li>          <li>three</li>      </ul>  after override:      Items:     <ul>     <li>one</li>     <li>two</li>     <li>three</li>     </ul> 

四、Runtime

降低大内存使用时的GC latency

Go 1.5.x用降低一些吞吐量的代价换取了10ms以下的GC latency。不过针对Go 1.5，官方给出的benchmark图中，内存heap size最多20G左右。一旦超过20G，latency将超过10ms，也许会线性增长。在Go 1.6中，官方给出的benchmark图中当内存heap size在200G时，GC latency依旧可以稳定在10ms；在heap size在20G以下时，latency降到了6ms甚至更小。

panic info

Go 1.6之前版本，一旦程序以panic方式退出，runtime便会将所有goroutine的stack信息打印出来：

$go version go version go1.5.2 darwin/amd64 [ ~/test/go/go16/runtime]$go run panic.go panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference [signal 0xb code=0x1 addr=0x0 pc=0x20d5]  goroutine 1 [running]: main.main()     /Users/tony/test/go/go16/runtime/panic.go:19 +0x95  goroutine 4 [select (no cases)]: main.main.func1(0x8200f40f0)     /Users/tony/test/go/go16/runtime/panic.go:13 +0x26 created by main.main     /Users/tony/test/go/go16/runtime/panic.go:14 +0x72 ... ... 

而Go 1.6后，Go只会打印正在running的goroutine的stack信息，因此它才是最有可能造成panic的真正元凶：

go 1.6： $go run panic.go panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference [signal 0xb code=0x1 addr=0x0 pc=0x20d5]  goroutine 1 [running]: panic(0x61e80, 0x8200ee0c0)     /Users/tony/.bin/go16/src/runtime/panic.go:464 +0x3e6 main.main()     /Users/tony/test/go/go16/runtime/panic.go:19 +0x95 exit status 2  

map race detect

Go原生的map类型是goroutine-unsafe的，长久以来，这给很多Gophers带来了烦恼。这次Go 1.6中Runtime增加了对并发访问map的检测以降低gopher们使用map时的心智负担。

这里借用了Francesc Campoy在最近一期”The State of Go”中的示例程序：

package main  import "sync"  func main() {     const workers = 100      var wg sync.WaitGroup     wg.Add(workers)     m := map[int]int{}     for i := 1; i <= workers; i++ {         go func(i int) {             for j := 0; j < i; j++ {                 m[i]++             }             wg.Done()         }(i)     }     wg.Wait() }  

执行结果：

$ go run map.go fatal error: concurrent map writes fatal error: concurrent map writes ... ... 

这里在双核i5 mac air下亲测时，发现当workers=2,3,4均不能检测出race。当workers >= 5时可以检测到。

五、其他

手写parser替代yacc生成的parser

这个变化对Gopher们是透明的，但对于Go compiler本身却是十分重要的。

Go 1.6中GO15VENDOREXPERIMENT将默认开启

根据当初在Go 1.5中引入vendor时的计划，Go 1.6中GO15VENDOREXPERIMENT将默认开启。这显然会导致一些不兼容的情况出现：即如果你的代码在之前并未使用vendor机制，但目录组织中有vendor目录。Go Core team给出的解决方法就是删除vendor目录或改名。

遗留问题是否解决

在Go 1.5发布后，曾经发现两个问题，直到Go 1.5.3版本发布也未曾解决，那么Go 1.6是否解决了呢？我们来验证一下。

internal问题

该问题的具体细节可参看我在go github上提交的 issue 12217 ，我在自己的 experiments 中提交了问题的验证环境代码，这次我们使用Go 1.6看看internal问题是否还存在：

$cd $GOPATH/src/github.com/bigwhite/experiments/go15-internal-issue-12217 $cd otherpkg/ $go build main.go package main     imports github.com/bigwhite/experiments/go15-internal-issue-12217/mypkg/internal/foo: use of internal package not allowed  

这回go compiler给出了error，而不是像之前版本那样顺利编译通过。看来这个问题是fix掉了。

GOPATH之外vendor机制是否起作用的问题

我们先建立实验环境：

$tree . └── testvendor     └── src         └── proj1             ├── main.go             └── vendor                 └── github.com                     └── bigwhite                         └── foo                             └── foolib.go 

进入proj1，build main.go

go build main.go main.go:3:8: cannot find package "github.com/bigwhite/foo" in any of:     /Users/tony/.bin/go16/src/github.com/bigwhite/foo (from $GOROOT)     /Users/tony/Test/GoToolsProjects/src/github.com/bigwhite/foo (from $GOPATH) 

go 1.6编译器没有关注同路径下的vendor目录，build失败。

我们设置GOPATH=xxx/testvendor后，再来build：

$export GOPATH=~/Test/go/go16/others/testvendor $go run main.go Hello from temp vendor 

这回编译运行ok。

由此看来，Go 1.6 vendor在GOPATH外依旧不生效。

六、小结

Go 1.6标准库细微变化还是有很多的，在 Go 1.6 Release Notes 中可细细品味。

Go 1.6的编译速度、编译出的程序的运行性能与Go 1.5.x也大致无二异。

另外本文实现环境如下：

go version go1.6 darwin/amd64 Darwin tonydeair-2.lan 13.1.0 Darwin Kernel Version 13.1.0: Thu Jan 16 19:40:37 PST 2014; root:xnu-2422.90.20~2/RELEASE_X86_64 x86_64 

实验代码可在 这里 下载。

© 2016,bigwhite. 版权所有.