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VSCode 建议你启用 gopls,它到底是个什么东东?

polarisxu 2021-07-26
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要谈 gopls,得先聊聊 LSP。

LSP 是什么

LSP,全称 Language Server Protocol,即语言服务器协议,这是微软创建的一个协议(目前已有 Codenvy,Red Hat 和 Sourcegraph 等公司一起支持它的发展)。定义了在编辑器或 IDE 中与语言服务器之间使用的协议,该语言服务器提供诸如自动完成,转到定义,查找所有引用等语言功能。语言服务器索引格式(LSIF,其发音类似于“ else if”)的目标是支持开发工具或 Web UI 中的富代码导航,而不需要源代码的本地副本。

目前该协议得到了编辑器和语言社区的广泛支持。

LSP 的官方网站:https://microsoft.github.io/language-server-protocol/,GitHub 地址:https://github.com/Microsoft/language-server-protocol。目前最新版本(2020-09-06):3.15。

LSP 解决了什么问题

为编程语言添加诸如自动完成、转到定义或鼠标悬停出现文档之类的功能需要付出大量的努力。传统上,这项工作必须为每个开发工具重复进行,因为每个工具为实现相同的特性提供不同的 api。

语言服务器(Language Server)旨在提供特定语言的智能功能,并通过支持进程间通讯协议与开发工具进行通信。

语言服务器协议(LSP)背后的思想是为这些服务器和开发工具的通信方式提供标准化协议支持。通过这种方式,可以在多个开发工具中重用单个 Language Server,而这些工具反过来可以用最少的工作支持多种语言。

例如,之前需要为 VSCode 构建 Go 插件、为 Sublime Text 构建 Go 插件、为 Vim 构建 Go 插件、为 Sourcegraph 构建 Go 插件,很多重复的工作。现在,对于每种语言,LSP 允许语言社区将精力集中在一个高性能语言服务器上,这个服务器可以提供代码完成,悬停文档提示、跳转到定义、查找引用等功能,而编辑器和客户端社区可以专注于构建一个单一的、高性能的、直观的和惯用的扩展,这个扩展可以与任何语言服务器通信,即时提供深入的语言支持。

LSP 是语言提供商和工具供应商的双赢!

LSP 的工作原理

语言服务器(Language Server)作为单独的进程运行,开发工具在 LSP 基础上通过 JSON-RPC 与服务器通信。下面是一个开发工具和语言服务器在进行编辑时如何通信的例子:

图片来自 LSP 官网,演示了协议如何在文档引用(uri)和文档位置级别与语言服务器通信。这些数据类型与编程语言无关,适用于所有编程语言。

  • 用户在开发工具中打开一个文件(称为文档):开发工具通知语言服务器文档已打开(textDocument/didOpen)。从现在开始,关于文档内容的真实信息不再存储在文件系统中,而是由开发工具保存在内存中。现在必须在开发工具和语言服务器之间同步内容。
  • 用户进行编辑:该开发工具通知服务器文档更改(textDocument/didChange),并由语言服务器更新文档的语言表示形式。在这种情况下,语言服务器会分析这些信息,并将检测到的错误和警告通知开发工具(textDocument/publishDiagnostics)。
  • 在打开的文档中,用户就一个符号(symbol)执行 Go to Definition:该开发工具发送一个带有两个参数的 “textdocument/Definition” 请求:(1)文档 URI 和(2)发出 “Go to Definition” 请求的文本位置,发送到服务器。服务器的响应包含文档 URI 和该符号在该文档中的定义位置。
  • **用户关闭文档(文件) **:开发工具发出 “textDocument/didClose” 的通知,告知语言服务器文档现在不在内存中了。文件系统上的当前内容现在是最新的。

看一个具体的 “textDocument/definition” 示例,以 Go 语言为例,请求如下:

{
    "jsonrpc""2.0",
    "id" : 1,
    "method""textDocument/definition",
    "params": {
        "textDocument": {
            "uri""/Users/xuxinhua/project/golang/lsp/use.go"
        },
        "position": {
            "line"3,
            "character"12
        }
    }
}

对此请求的响应:

{
    "jsonrpc""2.0",
    "id"1,
    "result": {
        "uri""/Users/xuxinhua/project/golang/lsp/provide.go",
        "range": {
            "start": {
                "line"0,
                "character"4
            },
            "end": {
                "line"0,
                "character"11
            }
        }
    }
}

如果你想要开发一个 Language Server,可以看官方的协议规范。

gopls 是什么

经过上面对 LSP 的介绍,你应该猜到 gopls(读音:go please) 是什么了吧?!没错,gopls 是 LSP 的一个语言端(Server)实现,是针对 Go 语言的 LSP 实现。

在 LSP 官网列出了相关的实现,包括三个部分。

1、Language Servers:列出各个语言的 LSP 实现

其中 Go 语言的实现有两个:(Sourcegraph 的不再维护,因为集中维护一个会更好)

在另一个由 Sourcegraph 维护的网站 https://langserver.org/ 中,不但列出了实现 LSP 的语言,而且给出了它们对协议的实现完整性。

也就是说 gopls 是 Go 官方维护的、对 LSP 的实现,即一个 Go 语言的官方 Language Server

2、LSP Clients:列出支持 LSP 的开发工具

包括 VSCode、Sublime Text、Atom、Emacs、Vim 和 Eclipse 等很多开发工具。在上文提到的两个网站都有列出。

3、SDKs for LSP:为了方便开发

为了方便开发,还有一些 LSP 的 SDK 可以使用。具体可以查看:https://microsoft.github.io/language-server-protocol/implementors/sdks/。

进一步了解 gopls

首先说明下,目前 gopls 还不是稳定版本,处于 alpha 状态,所以 VSCode 默认没有启用它。项目地址:https://github.com/golang/tools/tree/master/gopls。

目前 gopls 支持的特性包括:

  • Autocompletion
  • Jump to definition
  • Signature help
  • Hover
  • Document symbols
  • References
  • Rename

目前已知存在如下的问题:

  1. Editing multiple modules in one editor window: #32394[1]
  2. Type checking does not work in cgo packages: #35721[2]
  3. Does not work with build tags: #29202[3]
  4. Find references and rename only work in a single package: #32877[4]

当前 gopls 的工作重点是确保稳定性(期待发布 1.0 版本),之前一直受诟骂的是资源占用,目前已经好太多了。

有如下编辑器支持 gopls,你可以根据自己喜爱的编辑器查看相应的安装、配置说明。

  • VSCode[5]
  • Vim Neovim Vim/Neovim[6]
  • Emacs[7]
  • Acme[8]
  • Sublime Text[9]
  • Atom[10]

玩转 VSCode 的文章会详细介绍在 VSCode 中使用 gopls。同时,后续在 VSCode 开发其他语言项目时,也会介绍相应语言的 LSP。

参考资料

[1]

#32394: https://github.com/golang/go/issues/32394

[2]

#35721: https://github.com/golang/go/issues/35721

[3]

#29202: https://github.com/golang/go/issues/29202

[4]

#32877: https://github.com/golang/go/issues/32877

[5]

VSCode: https://github.com/golang/tools/blob/master/gopls/doc/vscode.md

[6]

Vim Neovim Vim/Neovim: https://github.com/golang/tools/blob/master/gopls/doc/vim.md

[7]

Emacs: https://github.com/golang/tools/blob/master/gopls/doc/emacs.md

[8]

Acme: https://github.com/golang/tools/blob/master/gopls/doc/acme.md

[9]

Sublime Text: https://github.com/golang/tools/blob/master/gopls/doc/subl.md

[10]

Atom: https://github.com/golang/tools/blob/master/gopls/doc/atom.md



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