【一文Go起来】快速上手篇

牛牛码特 2021-09-13

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概要

Golang是云原生时代的宠儿，它最大的优点在于简单有效，简单在于上手迅速、代码规范、部署方便；有效在于它能很容易写出高并发的代码，处理能力强。

Golang能适用于web后台、数据库、云原生、区块链等大多数场景，大厂与其相关的招聘岗位也在逐年增加，因此，学习Golang这样相对较新、发展前景很好的语言，我们是可以实现弯道超车的。

牛牛也秉承Golang简单、有效的理念推出一份golang学习套餐，本文是其中的快速上手篇，每个可执行代码也都附上了运行结果，希望小伙伴们读完此文，自己动手试一试，实现快速入门，用Golang开启新的旅程。

下面我们就从最基础的环境部署开始，开启我们的Golang之旅吧~

环境准备

安装Golang

Linux 安装方式

由官网的安装介绍，我们可以了解到各个系统的安装流程，对Linux来说：

1.下载安装包

下载安装包到当前目录

2.解压到指定目录

rm -rf usr/local/go && tar -C usr/local -xzf go1.16.2.linux-amd64.tar.gz

3.设置环境变量PATH

export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin

4.检查Go版本

go version

可以看到，Linux安装只用下载安装包，并解压到特定目录，设置PATH环境变量之后即完成安装。

Mac 安装

Mac更加简单粗暴，直接下载安装包，点击安装。

Windows安装

Windows和Mac一样，直接点击安装包进入安装界面即可。

Golang包官方的资源地址是在：https://golang.org/dl/，小伙伴们可以上去选择自己需要的版本，通常来说，建议是下载最新版本。

如果暂时没有外网，又不想因此被卡住，这里牛牛也帮大家下好了目前最新版本1.14.12的包，大家可以关注公众号在后台回复【g安装包】即可获取。

环境变量设置

Golang有一个环境变量GOPATH，这个变量表示第三方依赖包在本地的位置，大家指定一个方便访问的路径即可。

这样第三方依赖包都可以下载到GOPATH下面，项目也可以自动从GOPATH加载第三方依赖包。

IDE推荐

包的概念

package main


import "fmt"


func main() {
   fmt.Println("niuniumart")
}

输出结果

以上代码是组成一个可执行代码最基础的三部分，换言之，每个可执行代码都必须包含Package、import以及function这三个要素。

Golang以包来管理代码，一个目录承载一个包的内容，代码文件必须在一个包下面，比如这里我们在code目录下建了一个main.go文件，package指示代码是属于main这个包的。main函数必须要在main包下面。import用来引用外部的包，如上面示例中import引用了fmt包，就可以直接使用其方法fmt.Println。

包管理工具有三种：

1. GOPATH：把依赖包通过go get命令拉到本地GOPATH目录下，缺点是没法实现依赖包多版本管理。

1. DEP：将依赖包通过DEP命令打包到工程下的vendor目录。Shopee金融团队、字节跳动教育团队用的就是DEP；

2. GoMod：将依赖包拉取到统一的pkg目录下，分版本存储。腾讯云用GoMod的团队会比较多。

针对包管理，本文我们就不做过多扩展，后续有文章会进行专门的讲解。

回到我们的例子，针对这个main.go文件，进行如下操作，即可运行程序：

go build main.go 得到二进制文件main
./main //执行代码

变量定义及初始化

package main


import "fmt"


var globalStr string
var globalInt int


func main() {
   var  localStr string
   var  localInt int
   localStr = "first local"
   localInt = 2021
   globalInt = 1024
   globalStr = "first global"
   fmt.Printf("globalStr is %s\n", globalStr)   //globalStr is first global
   fmt.Printf("globalStr is %d\n", globalInt)   //globalStr is 1024
   fmt.Printf("localInt is %s\n", localStr)     //localInt is first local
   fmt.Printf("localInt int is %d\n", localInt) //localInt int is 2021
}

输出结果

上面的代码定义了以下四个变量：

一个名字叫globalStr的全局字符串变量;

一个名字叫globalInt的全局整型变量；

一个名字叫localStr的局部字符串变量;

一个名字叫localInt的局部整型变量；

注意，这里的全局变量如果要在包外访问，首字母需要大写，对，你没有看错，golang是以首字母大小写来区分对包外是否可见。

package main


import "fmt"


func main() {
   //数组初始化
   var strAry  = [10]string{"aa", "bb", "cc", "dd", "ee"}
   //切片初始化
   var sliceAry = make([]string, 0)
   sliceAry = strAry[1:3]
   //字典初始化
   var dic = map[string]int{
      "apple":1,
      "watermelon":2,
   }
   fmt.Printf("strAry %+v\n", strAry) 
   fmt.Printf("sliceAry %+v\n", sliceAry) 
   fmt.Printf("dic %+v\n", dic) 
}

输出结果

以上代码演示了数组、切片、字典的定义及初始化。可以看到切片通过索引的方式指向了数组。切片是可以更改某个元素内容的，数组则不能，在开发中，主要都是使用切片来进行逻辑处理。

条件选择语法

package main


import "fmt"


func main() {
   localStr := "case3" //是的，还可以通过 := 这种方式直接初始化基础变量
   if localStr == "case3" {
      fmt.Printf("into ture logic\n")
   } else {
      fmt.Printf("into false logic\n")
   }
   //字典初始化
   var dic = map[string]int{
      "apple":      1,
      "watermelon": 2,
   }
   if num, ok := dic["orange"]; ok {
      fmt.Printf("orange num %d\n", num)
   }
   if num, ok := dic["watermelon"]; ok {
      fmt.Printf("watermelon num %d\n", num)
   }
   switch localStr {
   case "case1":
      fmt.Println("case1")
   case "case2":
      fmt.Println("case2")
   case "case3":
      fmt.Println("case3")
   default:
      fmt.Println("default")
   }
}

输出结果

if语句在Golang和其他语言中的表现形式一样，没啥区别。上面的例子同时也展示了用if判断某个key在map是否为空的写法。

switch中，每个case都默认break。即如果是case1，那么执行完之后，就会跳出switch条件选择。如果希望从某个case顺序往下执行，可以使用fallthrough关键字。

循环写法

package main


import "fmt"


func main() {
   for i := 0; i < 5; i++ {
      fmt.Printf("current i %d\n", i)
   }
   j := 0
   for {
      if j == 5 {
         break
      }
      fmt.Printf("current j %d\n", j)
      j++
   }
   var strAry = []string{"aa", "bb", "cc", "dd", "ee"} //是的，不指定初始个数也ok
   //切片初始化
   var sliceAry = make([]string, 0)
   sliceAry = strAry[1:3]
   for i, str := range sliceAry {
      fmt.Printf("slice i %d, str %s\n", i, str)
   }
   //字典初始化
   var dic = map[string]int{
      "apple":      1,
      "watermelon": 2,
   }
   for k, v := range dic {
      fmt.Printf("key %s, value %d\n", k, v)
   }
}

输出结果

语言特性

协程（goroutine）

协程是Golang最重要的一个特性。

在协程出现之前，线程被作为调度的最小单位。协程可以理解是一种用户态，逻辑层面的线程。

通过协程，我们将很容易地实现高并发：假如你要做三件事，假设要执行a，b，c三个方法。代码该怎么写？平常我们的写法就是：

package main


import (
  "fmt"
  "time"
)


func a() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  fmt.Println("it's a")
}
func b() {
  time.Sleep(2 * time.Second)
  fmt.Println("it's b")
}
func c() {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  fmt.Println("it's c")
}
func main() {
  a()
  b()
  c()
  time.Sleep(1 * time.Second)
}

输出结果

以上的代码只有a做完了，才能做b，b做完了，才能做c。

但Golang语言层面支持协程，通过关键字go，后面跟一个方法，就生成了一个协程：

package main


import (
  "fmt"
  "time"
)


func a() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  fmt.Println("it's a")
}
func b() {
  time.Sleep(2 * time.Second)
  fmt.Println("it's b")
}
func c() {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  fmt.Println("it's c")
}
func main() {
  go a()
  go b()
  go c()
  time.Sleep(5 * time.Second)
}

输出结果

在协程里，三个方法就可以并发进行，可以看到，由于方法a执行时间最久，所以最后才打印。协程Golang运行时调度，是充分利用了Golang多核的性能。后续文章牛牛会专门深入讲解协程的原理，我们现在作为入门者，只需要会使用它即可。

小伙伴们也可以想想，牛牛为何要在a，b，c三个方法之后还要sleep5秒，这里先留个悬念。

通道（channel）

通道的要点：

1.类似unix中管道（pipe），先进先出；

2.线程安全，多个goroutine同时访问，不需要加锁；

3.channel是有类型的，一个整数的channel只能存放整数。

通道的定义：

var ch0 chan int
var ch1 chan string
var ch2 chan map[string]string


type stu struct{}


var ch3 chan stu
var ch4 chan *stu

通道可以用于协程之间数据的传递，一般分为有缓冲通道和无缓冲通道。

两个协程间如果有数据交流怎么办？这时候就可以用通道来传递。Golang的设计思想就是用通信代替共享内存。

package main


import (
  "fmt"
  "time"
)


var ch chan int


func a() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  a := 5
  ch <- a
  fmt.Println("out of a")
}
func b() {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  fromA := <- ch
  b := fromA + 3
  fmt.Println("b is ", b)
}
func main() {
  ch = make(chan int, 1)
  go a()
  go b()
  time.Sleep(20 * time.Second)
  fmt.Println("out of main")
}

输出结果

可以看到，更慢一些的b，是等管道有数据才继续运行，并成功拿到了a往管道里放入的数字5！这就完成了协程间的通信。

另外，这里也涉及到一个面试高频问题：有缓冲和无缓冲通道的区别？

通道可以带缓冲，就是说可以往通道里放多个数据，放满了，才会阻塞。

有一段时间，牛牛一直误以为无缓冲通道就是容量为1的有缓冲通道，于是就以此为例来进行讲解：

chSync := make(chan int) //无缓冲
chAsyn := make(chan int,1) //有缓冲

同样是向通道里塞一个数据：chSync <-1

无缓冲场景：一直要等有别的协程通过<-chSync接手了这个参数，那么chSync<-1才会继续下去，要不然就一直阻塞着。

有缓冲场景：chAsyn<-1则不会阻塞，因为缓冲大小是1，只有当放第二个值的时候，第一个还没被人拿走，这时候才会阻塞。

仔细理解下，实际这就是同步和异步的区别，无缓冲一定是同步等待，有缓冲只有在缓冲满了，异步又处理不过来的时候，才会阻塞。

无缓冲🌰

package main


import (
  "fmt"
  "time"
)


var ch chan int


func a() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  a := 5
  ch <- a
  fmt.Println("out of a")
}
func b() {
  time.Sleep(1 * time.Second)
}
func main() {
  ch = make(chan int) //无缓冲管道
  go a()
  go b()
  time.Sleep(20 * time.Second)
  fmt.Println("out of main")
}

输出结果

可以看到，在没有接盘侠的情况下，a在写管道时被阻塞了。

有缓冲🌰

package main


import (
  "fmt"
  "time"
)


var ch chan int


func a() {
  time.Sleep(3 * time.Second)
  a := 5
  ch <- a
  fmt.Println("out of a")
}
func b() {
  time.Sleep(1 * time.Second)
}
func main() {
  ch = make(chan int, 1)
  go a()
  go b()
  time.Sleep(20 * time.Second)
  fmt.Println("out of main")
}

输出结果

可以看到，函数a往管道写入一个数据，即使没有消费者，也并未阻塞。

接口（ interface）

Go 语言提供了一种特别的数据类型——接口，它把所有具有共性的方法定义在一起，任何其他类型只要实现了这些方法就是实现了这个接口。

话不多说，看看🌰：

package main


import "fmt"


type Shape interface {
  Area() float64
  Perimeter() float64
}
// type rect
type Rect struct {
  height float64
  weight float64
}
func (p *Rect) Area() float64 {
  return p.height * p.weight
}
func (p *Rect) Perimeter() float64 {
  return 2 * (p.height + p.weight)
}
func main() {
  var s Shape = &Rect{height:10, weight:8}
  fmt.Println(s.Area())
  fmt.Println(s.Perimeter())
}

输出结果

代码中Shape就是一个接口，声明了两个方法：面积（Area）和周长（Perimeter）。

咱们定义了一个具体结构Rect，实现这个接口。可以看到，用基础的Shape接口，可以一个指向Rect对象，并调用其方法。

接口提供了面向对象编程的能力，如果你掌握多种语言，比如Golang、C++、Java等等，那么一定会问Golang的多态和C++的多态有什么区别（使用相同类型的引用，指向不同类型对象，即多态）。

答案就是C++或者Java是需要主动声明基础类，而Golang，只需要实现某个interface的全部方法，那么就是实现了该类型。所以，Golang的继承关系是非侵入式的，这也是Golang的特色与优点。

单元测试介绍

为了保证代码的质量，很多公司都会要求写单元测试。这里介绍单元测试的两个常用指标：

函数覆盖率：被调用到的函数个数/总函数个数，通常要求100%；
行覆盖率：被调用到的行数/总行数，通常要求>60%。

通过单元测试，我们可以针对不同场景测试代码，是研发自己对质量的把控。

牛牛之前在字节跳动SaaS化部门，没有专门的测试人员，对单元测试的要求就非常高，行覆盖率需要达到80%。

go test

go的test一般以xxx_test.go为文件名，xxx并没有特别要求必须是要实测的文件名；
TestMain作为初始化test；
Testxxx(t* testing.T)；
go test即可运行单元测试；
go test --v fileName --test.run funcName可以指定单测某个方法。

我们来创建一个main_test.go文件进行示例，main.go文件就使用上面的interface例子，包结构如下：


├── main.go
├── main_test.go
package main


import (
  "testing"
)


func TestRect(t *testing.T) {
  var s Shape = &Rect{height:10, weight:8}
  if s.Area() != 80 {
    t.Errorf("area %f\n", s.Area())
  }
  if s.Perimeter() != 30 {
    t.Errorf("perimeter %f\n", s.Perimeter())
  }
}

使用go test--v main.go--test.run TestRect

由于周长Perimeter不符合预期，则会有如下提示：

不同编辑器输出结果会有些许不同

go convey

go convey可以很好的支持setup和teardown，它可以在运行单个测试用例前都进行一次状态初始化，在结束后再进行销毁。这样如果有多个子用例，可以复用同一套初始化环境。

go convey还有很多已经定义好，能够直接使用的assert函数，并且还可以自定义assert函数。

常用的assert如下：

var (
    ShouldEqual          = assertions.ShouldEqual
    ShouldNotEqual       = assertions.ShouldNotEqual
    ShouldBeGreaterThan          = assertions.ShouldBeGreaterThan
    ShouldBeGreaterThanOrEqualTo = assertions.ShouldBeGreaterThanOrEqualTo
    ShouldBeLessThan             = assertions.ShouldBeLessThan
    ShouldBeLessThanOrEqualTo    = assertions.ShouldBeLessThanOrEqualTo
    ShouldBeBetween              = assertions.ShouldBeBetween
    ShouldNotBeBetween           = assertions.ShouldNotBeBetween
    ShouldBeBetweenOrEqual       = assertions.ShouldBeBetweenOrEqual
    ShouldNotBeBetweenOrEqual    = assertions.ShouldNotBeBetweenOrEqual
    ShouldContainSubstring    = assertions.ShouldContainSubstring
    ShouldNotContainSubstring = assertions.ShouldNotContainSubstring
    ShouldPanic        = assertions.ShouldPanic
    ShouldBeError      = assertions.ShouldBeError
)

使用举例：

package main


import (
 "testing"


 "github.com/smartystreets/goconvey/convey"
)


func TestRect(t *testing.T) {
 convey.Convey("TestRect", t, func() {
  var s Shape = &Rect{height: 10, weight: 8}
  convey.So(s.Area(), convey.ShouldEqual, 80)
  convey.So(s.Perimeter(), convey.ShouldEqual, 30)
 })
}

由于Perimeter不符合预期，会出现如下提示：

输出结果

用convey做断言，是不是更清晰明了了。

用ORM连接数据库

什么是ORM?

ORM的全称是：Object Relational Mapping(对象关系映射)，其主要作用是在编程中，把面向对象的概念跟数据库中表的概念对应起来。

举例来说就是我们定义一个对象，那就对应着一张表，这个对象的实例，就对应着表中的一条记录。

GORM使用示例：

package main


import (
"fmt"
   "github.com/jinzhu/gorm" 
   _ "github.com/jinzhu/gorm/dialects/mysql"
)


type User struct {
    Name string
    Age int
}


func main() {
    username := ""
    pwd := ""
    addr := "" //ip:port
    database := ""
    args := fmt.Sprintf("%s:%s@tcp(%s)/%s?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local", username, pwd, addr, database)
    // step1 : 连接数据库
    db, err := gorm.Open("mysql", args) 
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        //do something
        return
    }
    defer db.Close()
    // step2 : 插入一行记录
    user := User{Name: "niuniu", Age: 18}
    err = db.Create(&user)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    } 
    // step3 ：查询记录
    var tmpUser User
    err = db.Where("name = ?", "niuniu").First(&tmpUser).Error //查询User并将信息保存到tmpUser
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    } 
    fmt.Println(tmpUser)
}

输出结果

以一个web server结束

最简化样例

Golang http server有几种写法，这里介绍最简单一种，让我们看看到底有多简单：这里我们实现一个SayHello接口，访问该接口，会以“hello"字符串回包。

package main


import (
   "log"
   "net/http"
)


func SayHello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    w.Write([]byte("hello")) //以字符串"hello"作为返回包
}


func main() {
    http.HandleFunc("/say_hello", SayHello)
    err := http.ListenAndServe(":8080", nil) //开启一个http服务
    if err != nil {
        log.Print("ListenAndServe: ", err)
        return
    }
}

用框架来一发

在实际开发中，很少会直接用http裸写sever，因为如果进行功能的完善，比如可插拔中间件实现，最终就是自己实现了框架，而实际开发中，我们会选择久经考验的完善框架，比如gin：

package main


import (
   "github.com/gin-gonic/gin"
   "log"
   "net/http"
)


func SayHello(c *gin.Context) {
   c.String(http.StatusOK, "hello") //以字符串"hello"作为返回包
}


func main() {
   engine := gin.Default() //生成一个默认的gin引擎
   engine.Handle(http.MethodGet,"/say_hello", SayHello) 
   err := engine.Run(":8080") //使用8080端口号，开启一个web服务
   if err != nil {
      log.Print("engine run err: ", err.Error())
      return
   }
}

让我们通过浏览器看看成果~

小结

至此，Golang的基本玩法，大家有所了解了吗？

希望Go起来这个系列的文章可以帮助大家快速入门，尽快投入开发，但如果要成为资深的Golang开发者，还需要针对细节，做深入研究。

如果大家对Go语言还有什么疑问或者想要牛牛深入分析它的哪一方面，欢迎在评论区留言告诉牛牛哦！牛牛在接下来的文章里也会一一解答的~

END

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你好，我是牛牛，普通二本毕业。

本科进腾讯，去过外企，肝过头条。

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通道（channel）

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