Go语言起源

2021-01-12 19:53:26作者: 乘风己有:93人学习过

Go语言起源


编程语言的演化就像生物物种的演化类似,一个成功的编程语言的后代一般都会继承它们祖先的优点;

当然有时多种语言杂合也可能会产生令人惊讶的特性;还有一些激进的新特性可能并没有先例。我们可

以通过观察编程语言和软硬件环境是如何相互促进、相互影响的演化过程而学到很多。


下图展示了有哪些早期的编程语言对Go语言的设计产生了重要影响。


Go语言有时候被描述为“C类似语言”,或者是“21世纪的C语言”。Go从C语言继承了相似的表达式语

法、控制流结构、基础数据类型、调用参数传值、指针等很多思想,还有C语言一直所看中的编译后机器

码的运行效率以及和现有操作系统的无缝适配。


但是在Go语言的家族树中还有其它的祖先。其中一个有影响力的分支来自Niklaus Wirth所设计的

Pascal)语言。然后Modula-2语言激发了包的概念。然后Oberon)语言摒弃了模块接口文件和模块实现文

件之间的区别。第二代的Oberon-2)语言直接影响了包的导入和声明的语法,还有Oberon)语言的面向对

象特性所提供的方法的声明语法等。


Go语言的另一支祖先,带来了Go语言区别其他语言的重要特性,灵感来自于贝尔实验室的Tony Hoare于

1978年发表的鲜为外界所知的关于并发研究的基础文献 顺序通信进程 ( communicating sequential

processes ,缩写为CSP)。在CSP中,程序是一组中间没有共享状态的平行运行的处理过程,它们之间

使用管道进行通信和控制同步。不过Tony Hoare的CSP只是一个用于描述并发性基本概念的描述语言,并

不是一个可以编写可执行程序的通用编程语言。


接下来,Rob Pike和其他人开始不断尝试将CSP引入实际的编程语言中。他们第一次尝试引入CSP特性的

编程语言叫Squeak(老鼠间交流的语言),是一个提供鼠标和键盘事件处理的编程语言,它的管道是静

态创建的。然后是改进版的Newsqueak语言,提供了类似C语言语句和表达式的语法和类似Pascal)语言的

推导语法。Newsqueak是一个带垃圾回收的纯函数式语言,它再次针对键盘、鼠标和窗口事件管理。但是

在Newsqueak语言中管道是动态创建的,属于第一类值, 可以保存到变量中。


在Plan9操作系统中,这些优秀的想法被吸收到了一个叫Alef的编程语言中。Alef试图将Newsqueak语言

改造为系统编程语言,但是因为缺少垃圾回收机制而导致并发编程很痛苦。(译注:在Aelf之后还有一

个叫Limbo的编程语言,Go语言从其中借鉴了很多特性。 具体请参考Pike的讲

稿:http://talks.golang.org/2012/concurrency.slide#9 )


Go语言的其他的一些特性零散地来自于其他一些编程语言;比如iota语法是从APL)语言借鉴,词法作用

域与嵌套函数来自于Scheme)语言(和其他很多语言)。当然,我们也可以从Go中发现很多创新的设计。

比如Go语言的切片为动态数组提供了有效的随机存取的性能,这可能会让人联想到链表的底层的共享机

制。还有Go语言新发明的defer语句。


Go语言项目


所有的编程语言都反映了语言设计者对编程哲学的反思,通常包括之前的语言所暴露的一些不足地方的

改进。Go项目是在Google公司维护超级复杂的几个软件系统遇到的一些问题的反思(但是这类问题绝不

是Google公司所特有的)。


正如Rob Pike所说,“软件的复杂性是乘法级相关的”,通过增加一个部分的复杂性来修复问题通常将

慢慢地增加其他部分的复杂性。通过增加功能和选项和配置是修复问题的最快的途径,但是这很容易让

人忘记简洁的内涵,即使从长远来看,简洁依然是好软件的关键因素。


简洁的设计需要在工作开始的时候舍弃不必要的想法,并且在软件的生命周期内严格区别好的改变或坏

的改变。通过足够的努力,一个好的改变可以在不破坏原有完整概念的前提下保持自适应,正如Fred

Brooks所说的“概念完整性”;而一个坏的改变则不能达到这个效果,它们仅仅是通过肤浅的和简单的

妥协来破坏原有设计的一致性。只有通过简洁的设计,才能让一个系统保持稳定、安全和持续的进化。


Go项目包括编程语言本身,附带了相关的工具和标准库,最后但并非代表不重要的,关于简洁编程哲学

的宣言。就事后诸葛的角度来看,Go语言的这些地方都做的还不错:拥有自动垃圾回收、一个包系统、

函数作为一等公民、词法作用域、系统调用接口、只读的UTF8字符串等。但是Go语言本身只有很少的特

性,也不太可能添加太多的特性。例如,它没有隐式的数值转换,没有构造函数和析构函数,没有运算

符重载,没有默认参数,也没有继承,没有泛型,没有异常,没有宏,没有函数修饰,更没有线程局部

存储。但是语言本身是成熟和稳定的,而且承诺保证向后兼容:用之前的Go语言编写程序可以用新版本

的Go语言编译器和标准库直接构建而不需要修改代码。


Go语言有足够的类型系统以避免动态语言中那些粗心的类型错误,但是Go语言的类型系统相比传统的强

类型语言又要简洁很多。虽然有时候这会导致一个“无类型”的抽象类型概念,但是Go语言程序员并不

需要像C++或Haskell程序员那样纠结于具体类型的安全属性。在实践中Go语言简洁的类型系统给了程序

员带来了更多的安全性和更好的运行时性能。


Go语言鼓励当代计算机系统设计的原则,特别是局部的重要性。它的内置数据类型和大多数的准库数据

结构都经过精心设计而避免显式的初始化或隐式的构造函数,因为很少的内存分配和内存初始化代码被

隐藏在库代码中了。Go语言的聚合类型(结构体和数组)可以直接操作它们的元素,只需要更少的存储

空间、更少的内存分配,而且指针操作比其他间接操作的语言也更有效率。由于现代计算机是一个并行

的机器,Go语言提供了基于CSP的并发特性支持。Go语言的动态栈使得轻量级线程goroutine的初始栈可

以很小,因此创建一个goroutine的代价很小,创建百万级的goroutine完全是可行的。


Go语言的标准库(通常被称为语言自带的电池),提供了清晰的构建模块和公共接口,包含I/O操作、文

本处理、图像、密码学、网络和分布式应用程序等,并支持许多标准化的文件格式和编解码协议。库和

工具使用了大量的约定来减少额外的配置和解释,从而最终简化程序的逻辑,而且每个Go程序结构都是

如此的相似,因此Go程序也很容易学习。使用Go语言自带工具构建Go语言项目只需要使用文件名和标识

符名称, 一个偶尔的特殊注释来确定所有的库、可执行文件、测试、基准测试、例子、以及特定于平台

的变量、项目的文档等;Go语言源代码本身就包含了构建规范。

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