Go 語言很好很強大,但我有幾個問題想吐槽

Go 是一門非常不錯的編程語言。然而,我在公司的Slack 編程頻道中對Go 的抱怨卻越來越多(猜到我是做啥了的吧?),因此我認為有必要把這些吐槽寫下來並放在這裡,這樣當人們問我抱怨什麼時,我給他們一個鏈接就行了。

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先聲明一下,在過去的一年裡,我大量地使用Go語言開發命令行應用程序、scclc和API。其中既有供客戶端調用的大規模API,也有即將在https://searchcode.com/使用的語法高亮顯示器

我這些批評全部是針對Go 語言的。但是,我對使用過的每種語言都有不滿。我非常贊同下面的話:

“世界上只有兩種語言:人們抱怨的語言和沒人使用的語言。” —— Bjarne Stroustrup

1 不支持函數式編程

我並不是一個函數式編程狂熱者。說到Lisp 語言,我首先想到的是語言障礙。

這可能是Go 語言最大的痛點了。與大部分人不同,我不希望Go 支持泛型,因為它會為多數Go 項目帶來不必要的複雜性。我希望Go 語言支持適用於內置切片和Map 的函數式方法。切片和Map 具有通用性,並且可以容納任何類型,從這個意義上講,它們已經非常神奇。在Go 語言中只有利用接口才能實現類似效果,但這樣一來將喪失安全性和速度。

例如,請考慮下面的問題。

給定兩個字符串切片,找出二者都包含的字符串,並將其放入新的切片以備後用。

複製代碼

existsBoth := []string{}
for _, first := range firstSlice {
for _, second := range secondSlice {
if first == second {
existsBoth = append(existsBoth, proxy)
break
}
}
}

上面是一個用Go 語言實現的簡單方案。當然還有其它方法,比如借助Map 來減少運行時間。這裡我們假設內存足夠用或者切片都不太大,同時假設優化運行時間帶來的複雜性遠超收益,因此不值得優化。作為對比,使用Java 流和函數式編程把相同的邏輯重寫如下:

複製代碼

var existsBoth = firstList.stream()
.filter(x -> secondList.contains(x))
.collect(Collectors.toList());

上面的代碼隱藏了算法的複雜性,但是,你更容易理解它實際做的事情。

與Go 代碼相比,Java 代碼的意圖一目了然。真正靈活之處在於,添加更多的過濾條件易如反掌。如果使用Go 語言添加下面例子中的過濾條件,我們需要在嵌套的for 循環中再添加兩個if 條件。

複製代碼

var existsBoth = firstList.stream()
.filter(x -> secondList.contains(x))
.filter(x -> x.startsWith(needle))
.filter(x -> x.length() >= 5)
.collect(Collectors.toList());

有些借助go generate 命令的項目可以幫你實現上面的一些功能。但是,如果缺少良好的IDE 支持,抽取循環中的語句作為單獨的方法是一件低效又麻煩的事情。

2 通道/ 並行切片處理

Go 通道通常都很好用。但它並不能提供無限的並發能力。它確實存在一些會導致永久阻塞的問題,但這些問題用競爭檢測器能很容易地解決。對於數量不確定或不知何時結束的流式數據,以及非CPU 密集型的數據處理方法,Go 通道都是很好的選擇。

Go 通道不太適合併行處理大小已知的切片。

多線程編程、理論和實踐

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幾乎在其它任何語言中,當列表或切片很大時,為了充分利用所有CPU 內核,通常都會使用並行流、並行Linq、Rayon、多處理或其它語法來遍歷列表。遍歷後的返回值是一個包含已處理元素的列表。如果元素足夠多,或者處理元素的函數足夠複雜,多核系統會更高效。

但是在Go 語言中,實現高效處理所需要做的事情卻並不顯而易見。

一種可能的解決方案是為切片中的每個元素都創建一個Go 例程。由於Go 例程的開銷很低,因此從某種程度上來說這是一個有效的策略。

複製代碼

toProcess := []int{1,2,3,4,5,6,7,8,9}
var wg sync.WaitGroup
for i, _ := range toProcess {
wg.Add(1)
go func(j int) {
toProcess[j] = someSlowCalculation(toProcess[j])
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
fmt.Println(toProcess)

上面的代碼會保持切片中元素的順序,但我們假設不必保持元素順序。

這段代碼的第一個問題是增加了一個WaitGroup,並且必須要記得調用它的Add 和Done 方法。這增加了開發人員的工作量。如果弄錯了,這個程序不會產生正確的輸出,結果是要么輸出不確定,要么程序永不結束。此外,如果列表很長,你會為每個列表創建一個Go 例程。正如我之前所說,這不是問題,因為Go 能輕鬆搞定。問題在於,每個Go 例程都會爭搶CPU 時間片。因此,這不是執行該任務的最有效方式。

你可能希望為每個CPU內核創建一個Go例程,並讓這些例程選取列表並處理。創建Go例程的開銷很小,但是在一個非常緊湊的循環中創建它們會使開銷陡增。當我開發scc時就遇到了這種情況,因此我採用了每個CPU內核對應一個Go例程的策略。在Go語言中,要這樣做的話,你首先要創建一個通道,然後遍歷切片中的元素,使函數從該通道讀取數據,之後從另一個通道讀取。我們來看一下。

複製代碼

toProcess := []int{1,2,3,4,5,6,7,8,9}
var input = make(chan int, len(toProcess))
for i, _ := range toProcess {
input <- i
}
close(input)
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < runtime.NumCPU(); i++ {
wg.Add(1)
go func(input chan int, output []int) {
for j := range input {
toProcess[j] = someSlowCalculation(toProcess[j])
}
wg.Done()
}(input, toProcess)
}
wg.Wait()
fmt.Println(toProcess)

上面的代碼創建了一個通道,然後遍歷切片,將索引值放入通道。接下來我們為每個CPU 內核創建一個Go 例程,操作系統會報告並處理相應的輸入,然後等待,直到所有操作完成。這裡有很多代碼需要理解。

然而,這種實現有待商榷。如果切片非常大,通道的緩衝區長度和切片大小相同,你可能不希望創建一個有這麼大緩衝區的通道。因此,你應該創建另一個Go 例程來遍歷切片,並將切片中的值放入通道,完成後關閉通道。但這樣一來代碼會變得冗長,因此我把它去掉了。我希望可以大概地闡明基本思路。

使用Java 語言大致這樣實現:

複製代碼

var firstList = List.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9);
firstList = firstList.parallelStream()
.map(this::someSlowCalculation)
.collect(Collectors.toList());

通道和流並不等價。使用隊列去仿寫Go 代碼的邏輯更好一些,因為它們更具有可比性,但我們的目的不是進行1 對1 的比較。我們的目標是充分利用所有的CPU 內核處理切片或列表。

如果someSlowCalucation 方法調用了網絡或其它非CPU 密集型任務,這當然不是問題。在這種情況下,通道和Go 例程都會表現得很好。

這個問題與問題#1 有關。如果Go 語言支持適用於切片/Map 對象的函數式方法,那麼就能實現這個功能。但是,如果Go 語言支持泛型,有人就可以把上面的功能封裝成像Rust 的Rayon 一樣的庫,讓每個人都從中受益,這就很令人討厭了(我不希望Go 支持泛型)。

順便說一下,我認為這個缺陷妨礙了Go 語言在數據科學領域的成功,這也是為什麼Python 仍然是數據科學領域的王者。Go 語言在數值操作方面缺乏表現力和能力,原因就是以上討論的這些。

3 垃圾回收器

Go 的垃圾回收器做得非常不錯。我開發的應用程序通常都會因為新版本的改進而變得更快。但是,它以低延遲為最高優先級。對於API 和UI 應用來說,這個選擇完全可以接受。對於包含網絡調用的應用,因為網絡調用往往會是瓶頸,所以它也沒問題。

我發現的問題是Go對UI應用來講一點也不好(我不知道它有任何良好的支持)。如果你想要盡可能高的吞吐量,那這個選擇會讓你很受傷。這是我開發scc時遇到的一個主要問題。scc是一個CPU密集型的命令行工具。為了解決這個問題,我不得不在代碼裡添加邏輯關閉GC,直到達到某個閾值。但是我又不能簡單的禁用它,因為有些任務會很快耗盡內存。

缺乏對GC 的控制時常令人沮喪。你得學會適應它,但是,有時候如果能做到這樣該有多好:“嘿,這些代碼確實需要盡可能快地運行,所以如果你能在高吞吐模式運行一會,那就太好了。”

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我認為這種情況在Go 1.12 版本中有所改善,因為GC 得到了進一步的改進。但僅僅是關閉和打開GC 還不夠,我期望更多的控制。如果有時間我會再進行研究。

4 錯誤處理

我並不是唯一一個抱怨這個問題的人,但我不吐不快。

複製代碼

value, err := someFunc()
if err != nil {
// Do something here
}
err = someOtherFunc(value)
if err != nil {
// Do something here
}

上面的代碼很乏味。Go 甚至不會像有些人建議的那樣強制你處理錯誤。你可以使用“_”顯式忽略它(這是否算作對它進行了處理呢?),你還可以完全忽略它。比如上面的代碼可以重寫為:

複製代碼

value, _ := someFunc()
someOtherFunc(value)

很顯然,我顯式忽略了someFunc 方法的返回。someOtherFunc(value)方法也可能返回錯誤值,但我完全忽略了它。這裡的錯誤都沒有得到處理。

說實話,我不知道如何解決這個問題。我喜歡Rust中的“?”運算符,它可以幫助避免這種情況。V-Lang https://vlang.io/看起來也可能有一些有趣的解決方案。

另一個辦法是使用可選類型(Optional types)並去掉nil,但這不會發生在Go 語言裡,即使是Go 2.0 版本,因為它會破壞向後兼容性。

結語

Go 仍然是一種非常不錯的語言。如果你讓我寫一個API,或者完成某個需要大量磁盤/ 網絡調用的任務,它依然是我的首選。現在我會用Go 而非Python 去完成很多一次性任務,數據合併任務是例外,因為函數式編程的缺失使執行效率難以達到要求。

與Java 不同,Go 語言盡量遵循“最小驚喜“原則。比如可以這樣比較字兩個符串是否相等:stringA == stringB。但如果你這樣比較兩個切片,那麼會產生編譯錯誤。這些都是很好的特性。

的確,二進製文件還可以變的更小(一些編譯標誌和upx可以解決這個問題),我希望它在某些方面變得更快,GOPATH雖然不是很好,但也沒有人們想得那麼糟糕,默認的單元測試框架缺少很多功能,模擬(mocking)有點讓人痛苦…

它仍然是我使用過的效率較高的語言之一。我會繼續使用它,雖然我希望https://vlang.io/能最終發布,並解決我的很多抱怨。V語言或Go 2.0,Nim或Rust。現在有很多很酷的新語言可以使用,我們開發人員真的要被寵壞了。

查看英文原文:

https://boyter.org/posts/my-personal-complaints-about-golang/

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