开始起飞-golang编码技巧分享--Dave Cheney博客读后整理

0. 引子

阅读了Dave Cheney 关于go编码的博客：Practical Go: Real world advice for writing maintainable Go programs

实际应用下来，对我这个go入门者，提升效果显著。

我对作者的文章进行整理翻译，提取精炼，加上自己的理解，分享出来。希望也能给大家带来帮助。

希望大家支持原作者，原汁原味的内容可以点击 链接 阅读。文中部分例子为个人添加，如有不足敬请包容指出^ _ ^

(PS:如涉及侵权，请与我联系，我会及时删除文章，知识传播无界，望大家支持)

1. 指导原则

个人认为，编码的最佳实践本质是为了提高代码的迭代产能，减少bug的几率。（成本、效率、稳定）

作者Dave Cheney提到，go语言的最佳实践的指导原则，需要考虑3点：

1. 简洁
2. 可读性
3. 开发效率

1.1 简洁

简洁是对于人而言的，如果代码很复杂，甚至违法人的惯性理解，那么修改和维护是牵一发而动全身的。

1.2 可读性

因为代码被阅读的次数远远多于被修改的次数。在作者看来，代码被人的阅读和修改的需求，比被机器执行的需求更强烈。go编码最佳实践第一步就应该确定代码的可读性。

在我个人看来，类似于一致性算法中， raft为什么比paxos传播和应用更广，一个很重要的原因就是raft更加易于理解，raft作者在论文中也提到，raft设计的最重要的初衷就是，paxos太难懂了。可读性的重要性应该排在首位的。

1.3 开发效率

良好的编码习惯，可以提高代码的交流效率。使得同事们看到代码就知道实现了什么，而不必去逐行阅读，大大节约了时间，提高开发效率。

此外，对于go语言本身而言，无论在编译速度还是debug时间花费上，go相对C++也是开发效率大大提高的。

2. 命名

命名对编写可读性好的go程序至关重要！

曾经听到这样的一个言论：对变量的命名要像给自己孩子起名一样慎重。

其实，不光是变量命名，还包括function、method、type、package等，命名都很重要。

2.1 选择辨识度高的名字，而不是选择简短的名字

就像编码不是为了在尽量短的行数内，写完程序。而是为了写出可读性高的程序。

同样的，我们的命名标识也不是越短越好，而是容易被他人理解。

一个好名字应该具备的特点：

1. 简短：一个好名字应该在具备高辨识度的情况下，尽量简短。

   1. 比如一个判断用户登录权限的方法：坏名字是judgeAuth(容易歧义)，judgeUserLoginAuthority(冗长)
   2. 好的例子judgeLoginAuth

2. 描述性的：一个好的名字应该是描述变量和常量的用途，而非他们的内容；描述function的结果，或者method的行为，而不是他们的操作；描述package的目的，而非包含的内容。描述的准确性衡量了名字的好坏。

   1. 比如设计一个用来主从选举的包。坏的package名字leader_operation，好的名字election
   2. 坏的function或者method名字ReturnElection，好的名字NewElection
   3. 坏的变量或者常量名字ElectionState，好的名字Role

3. 可预测的：一个好的名字，仅通过名字，大家就可以推断他们的用途。应该遵循大家的惯用理解。下面会详细阐述。比如

   1. i,j,k常用来在迭代中描述引用计数值
   2. n通常用来表示计数累加值
   3. v通常表示一个编码函数的值
   4. k通常用在map中的key
   5. s通常用来表示字符串

2.2 命名的长度

关于名字的长度，我们有这些建议：

1. 如果变量的声明和它被最后一次使用的距离很短，可以使用短的变量名
2. 如果一个变量很重要，那么可以避免歧义，允许变量名称长一些，消除歧义
3. 变量的名字中请不要包含变量的类型名
4. 常量的名字应该描述他们保存的值，而不是如何使用该值
5. 单个字母的名字可以用作迭代、逻辑分支判断、参数和返回值。包和函数的名字请使用多个字母的组合。
6. method、interface、package 请使用单个单词
7. pakcage名字也是调用方引用时需要注明的，所以请利用package的名字

举一个作者文中的例子说明：

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

// AverageAge returns the average age of people.
func AverageAge(people []Person) int {
    if len(people) == 0 {
        return 0
    }

    var count, sum int
    for _, p := range people {
        sum += p.Age
        count += 1
    }

    return sum / count
}

在这个例子中，people 距离最后一次使用间隔7行，而变量p是用来迭代perple的，p距离最后一次使用间隔1行。所以p可以使用1个字母命名，而people则使用单词来命名。

其实这里是防止人们阅读代码时，阅读过多行数后，突然发现一个上下文不理解的词，再去找定义，导致可读性差。

同时，注意例子中的空行的使用。一个是函数之间的空行，另一个是函数内的空行：在函数里干了3件事：异常判断；累加age；返回。在这3者之间添加空行，可以增加可读性。

2.2.1 上下文是关键

以上强调的原则需要在上下文中去实际判断才行，万事无绝对。

func (s *SNMP) Fetch(oid []int, index int) (int, error)

与

func (s *SNMP) Fetch(o []int, i int) (int, error)

相比，显然使用oid命名更具备可读性，而使用短变量o则不容易理解。

2.3 变量的命名不要携带变量的类型

因为golang 是一个强类型的语言，在变量的命名中包含类型是信息冗余的，而且容易导致误解错误。举个作者的例子：

var usersMap map[string]*User

我们将一个从string 到 User 的map结构，命名为UsersMap，看起来合情合理，但是变量的类型中已经包含了map，没有必要再在变量中注明了。

作者的话来讲：如果Users 描述不清楚，nameUsersMap也不见得多清楚。

对于函数的名称同样适用，比如：

type Config struct {
    //
}

func WriteConfig(w io.Writer, config *Config)

config 的名称有冗余了，类型中已经说明它是一个*Config了，如果变量在函数中最后一次引用的距离足够短，那么适用简称c或者conf 会更简洁。

提示：不要让包名抢占了好的变量名。比如context这个包，如果使用func WriteLog(context context.Context, message string)，那么编译的时候会报错，因为包名和变量名冲突了。所以一般使用的时候，会使用func WriteLog(ctx context.Context, message string)

2.4 使用一致的命名

尽量不要将常见的变量名，换成其他的意思，这样会造成读者的歧义。

而且对于代码中一个类型的变量，不要多次改换它的名字，尽量使用一个名字。比如对于数据库处理的变量，不要每次出现不同的名字，比如d *sql.DB，dbase *sql.DB，DB *sql.DB，最好使用惯用的，一致的名字db *sql.DB。这样你在其他的代码中，看到变量db时，也能推测到它是*sql.DB

还有一些惯用的短变量名字，这里提一下：

• i, j, k 用作循环中的索引
• n 用在计数和累加
• v 表示值
• k 表示一个map或者slice 的key
• s 表示字符串

2.5 使用一致的声明类型

对于一个变量的声明有多重声明类型：

• var x int = 1
• var x = 1
• var x int;x=1
• var x = int(1)
• x:=1

在作者看来，这是go的设计者犯的错误，但是来不及改正了，新的版本要保持向前兼容。有这么多种声明的方式，我们怎么选择自己的类型呢。

作者给出了这些建议：

• 当声明一个变量，但是不去初始化时，使用var。

var players int    // 0

var things []Thing // an empty slice of Things

var thing Thing    // empty Thing struct
json.Unmarshall(reader, &thing)

var 往往表示这是这个类型的空值。

• 当声明并且初始化值的时候，使用:=

var things []Ting = make([]Thing, 0)

vs

var things = make([]Thing, 0)

vs

things := make([]Thing, 0)

对于go来说，= 右侧的类型，就是=左侧的类型，上面三个例子中，最后一个使用:=的例子，既能充分标识类型，又足够简洁。

22.6 作为团队的一员

编程生涯大部分时间都是和作为团队的一员，参与其中。作者建议大家最好保持团队原来的编码风格，即使那不是你偏爱的风格。要不人会导致整个工程风格不一致，这会更糟糕。

3. 注释

注释很重要，注释应该做到以下3点之一：

1. 解释做了什么
2. 解释怎么做
3. 解释为什么这么做

举个例子

这是适合对外方法的注释，解释了做了什么，怎么做的

/ Open opens the named file for reading.
// If successful, methods on the returned file can be used for reading.
The second form is ideal for commentary inside a method:

这是适合方法内的注释，解释了做了什么

// queue all dependant actions
var results []chan error
for _, dep := range a.Deps {
        results = append(results, execute(seen, dep))
}

解释为什么的注释比较少见，但是也是必要的，比如以下：

return &v2.Cluster_CommonLbConfig{
    // Disable HealthyPanicThreshold
        HealthyPanicThreshold: &envoy_type.Percent{
            Value: 0,
        },
}

将value 设置成0的作用并不好理解，增加注释大大增加可理解性。

3.1 变量和常量的注释应该描述他们的内容，而不是他们的作用

在上文中提到，变量和常量的名字又应该描述他们的目的。然而他们的注释最好描述他们的内容。

const randomNumber = 6 // determined from an unbiased die

在这个例子中，注释描述了为什么randomNumber 被赋值为6，注释没有描述在哪里randomNumer会被使用。再看一些例子：

const (
    StatusContinue           = 100 // RFC 7231, 6.2.1
    StatusSwitchingProtocols = 101 // RFC 7231, 6.2.2
    StatusProcessing         = 102 // RFC 2518, 10.1

    StatusOK                 = 200 // RFC 7231, 6.3.1

这里区分一下，内容表示100代表什么，代表RFC 7231，但是100的目的是表示StatusContinue。

提示，对于没有初始值的变量，注释应该描述谁来初始化这些变量

// sizeCalculationDisabled indicates whether it is safe
// to calculate Types' widths and alignments. See dowidth.
var sizeCalculationDisabled bool

3.2 要对公共的名称添加文档

因为dodoc 是你的项目package的文档，所以你应该在每个公共的名称上添加注释，包括变量，常量，函数，方法。

这里给出两个谷歌风格指南的准则：

• 任何不是简练清晰的公共的函数，都应该添加注释
• 库中的任何函数，不管名称多长或者多么负责，都必须增加注释

举个例子：

package ioutil

// ReadAll reads from r until an error or EOF and returns the data it read.
// A successful call returns err == nil, not err == EOF. Because ReadAll is
// defined to read from src until EOF, it does not treat an EOF from Read
// as an error to be reported.
func ReadAll(r io.Reader) ([]byte, error)

这个规则有一个例外，无需对实现接口的方法添加文档注释，比如不要这么做：

// Read implements the io.Reader interface
func (r *FileReader) Read(buf []byte) (int, error)

这里给出一个io包的完整例子：

// LimitReader returns a Reader that reads from r
// but stops with EOF after n bytes.
// The underlying implementation is a *LimitedReader.
func LimitReader(r Reader, n int64) Reader { return &LimitedReader{r, n} }

// A LimitedReader reads from R but limits the amount of
// data returned to just N bytes. Each call to Read
// updates N to reflect the new amount remaining.
// Read returns EOF when N <= 0 or when the underlying R returns EOF.
type LimitedReader struct {
    R Reader // underlying reader
    N int64  // max bytes remaining
}

func (l *LimitedReader) Read(p []byte) (n int, err error) {
    if l.N <= 0 {
        return 0, EOF
    }
    if int64(len(p)) > l.N {
        p = p[0:l.N]
    }
    n, err = l.R.Read(p)
    l.N -= int64(n)
    return
}

提示：在写函数的内容前，最好先把函数的注释写出

3.2.1 不要在不完善的代码上写注释，而是重新它

如果遇到了不完善的代码，应该记录一个issue，以便后续去修复。

传统的方法是在代码上记录一个todo，以便提醒。比如

// TODO(dfc) this is O(N^2), find a faster way to do this.

3.2.2 如果要在一段代码上添加注释，要想想能否重构它

好的代码本身就是注释。如果要在一段代码上添加注释，要问问自己，能否优化这段代码，而不用添加注释。

函数应该只做一件事，如果你发现要在这个函数的注释里，提到其他函数，那么该想想拆解这个冗余的函数。

此外，函数越精简，越便于测试。而且函数名本身就是最好的注释。

4. package设计

每个go 的package 实际上都是自己的小型go程序。就好比一个function或者method的实现对调用者无关一样，包内的对外暴露的function，method和类型的实现，和调用者无关。

一个好的go长须应该努力降低耦合度，这样随着项目的演化，一个package的变化不会影响到整个程序的其他package。

接下来会讨论如何设计一个package，包括名字，类型，和编写method和funciton的一些技巧。

4.1 一个好的packag首先有一个好名字

package 的名字应该尽量简短，最好用一个单词表示。考虑package名字的时候，不要想着我要在package内写哪些类型，而是想着这个package要提供哪些服务。要以package提供哪些服务命名。

4.1.1 一个好的package名字应该是唯一的

一个项目那的package名字应该都是不同的。如果你发现可能要取相同的pcakge名字，那么可能是以下原因：

1. package的名字太通用了
2. 这个package提供的服务与另一个package重合了。如果是这种情况，要考虑你的package设计了

4.2 package名字避免使用base,common,util

如果package内包含了一些列不相关的function，那么很难说明这个package提供了哪些服务。这常常会导致package名字取一些通用的名字，类似utilities。

大的项目中，经常会出现像utils或者helpers这样的package名字。它们往往在依赖的最底层，以避免循环导入问题。但是这样也导致出现一些通用的包名称，并且体现不出包的用意。

作者的建议是将utils和helpers这样的package名字取取消掉：分析函数被调用的场景，如果可能的话，将函数转移到调用者的package内，即使这涉及一些代码的拷贝。

提示：代码重复，比错误的抽象，代价更低

提示：使用单词的复数命名通用的包。比如strings包含了string处理的通用函数。

我们应该尽可能的减少package的数量，比如现在有三个包common、client，server，我们可以将其组合为一个包het/http，用client.go和server.go来区分client和server，避免引入过多的冗余包。

提示，标识符的名字包含了包名，比如net/http的GETfunction，调用的使用写作http.Get，在标识符起名和package起名时要考虑这一点

4.3 尽早Return

go语言没有try和catch来做exception处理。往往通过return一个错误来进行错误处理。如果错误返回在程序底部，阅读代码的人往往要在大脑里记住很多逻辑情形判断，不清晰明了。

来看一个例子

func (b *Buffer) UnreadRune() error {
    if b.lastRead > opInvalid {
        if b.off >= int(b.lastRead) {
            b.off -= int(b.lastRead)
        }
        b.lastRead = opInvalid
        return nil
    }
    return errors.New("bytes.Buffer: UnreadRune: previous operation was not a successful ReadRune")
}

对比

func (b *Buffer) UnreadRune() error {
    if b.lastRead <= opInvalid {
        return errors.New("bytes.Buffer: UnreadRune: previous operation was not a successful ReadRune")
    }
    if b.off >= int(b.lastRead) {
        b.off -= int(b.lastRead)
    }
    b.lastRead = opInvalid
    return nil
}

前者要阅读一些逻辑处理，最后return 错误。后者首先将错误场景明确，并return。显然后者更加易读。

4.4 充分利用空值

如果一个变量声明，但是不给定初始值，则会被自动赋值为空值。如果充分利用这些默认的空值，可以让代码更加精简。

• int 默认值是0
• 指针默认值是nil
• slice，map，channel默认值是nil

比如对于sync.Mutex，默认值是sync.Mutex{}。我们可以不给定初始值，直接利用：

type MyInt struct {
    mu  sync.Mutex
    val int
}

func main() {
    var i MyInt

    // i.mu is usable without explicit initialisation.
    i.mu.Lock()
    i.val++
    i.mu.Unlock()
}

同样的，因为slice的append是返回一个新的slice，所以我们可以向一个nil slice直接append：

func main() {
    // s := make([]string, 0)
    // s := []string{}
    var s []string

    s = append(s, "Hello")
    s = append(s, "world")
    fmt.Println(strings.Join(s, " "))
}

4.5 避免package级别的状态

书写可维护的程序关键是保持松耦合--对一个package的更改，不应该影响到其他不直接依赖这个package的其他package。

有两个保持所耦合的方法：

1. 使用interface描述function或者method的行为
2. 避免使用全局状态

在go程序中，变量声明可以在function或者method作用域内，也可以在package作用域内。如果一个变量是public变量，并且首字母大写，那么所有包都可以访问到这个变量。

可变的全局变量会导致程序之间，各个独立部分紧耦合。它对程序中的每个function都是不可见的参数。如果变量类型人为改变，或者被其他函数改变，那么任何依赖这个变量的函数都会崩溃。

如果你想减少全局变量带来的耦合：

1. 将相关的变量转移到struct的参数中
2. 使用interface减少类型和类型实现之间的耦合

5. 项目结构

5.1 使用尽可能少的，尽可能大的package

因为go语言中表述可见性的方法是用首字母区分，大写表示可见，小写表示不可见。如果一个标识符是可见的，那么它可以被任何任何其他的package使用。

鉴于此，怎么才能避免过于复杂的package依赖结构？

提示：除了cmd/和internal之外的每个package，都应该包含一些源码。

作者的建议是，使用尽可能少的package，尽可能大的package。大家的默认行为应该是不创建新的pcakge，如果创建过多的package，这会导致很多类型是public的。接下来会阐述更多的细节。

5.1.1 通过import语句管理文件中的代码

如果你在这样的规则设计package：以提供调用者什么服务来安排。那么是应该在一个package中的不同的file也如此设计呢？这里给出一些建议：

• 每个package开始于一个与目录同名的.go文件。比如package http应该在一个http目录下的http.go文件中定义
• 随着package内代码的增长，将不同的功能分布在不同的文件中。比如message.go包含Request和Response类型。client.go包含Client类型，server.go包含Server类型。
• 如果你发现你的文件中有相似的import声明，尝试合并他们，或者将他们的区别找出来，并且移动到新的包中。
• 不同的文件应该具备不同的职责，比如message.go应该负责HTTP序列化请求和响应。http.go应该包含底层的网络处理逻辑，client.go和server.go实现了HTTP业务逻辑，请求路由等。

提示：以名词命名文件名

提示：go编译器并行编译不同的package，以及package不同的medhod和function。所以改变package内的函数位置不影响编译时间。

5.1.2 内部的测试好于外部的测试

go工具支持使用testingpacakge在两个地方写测试用例。假设你的包叫做http2，那么你可以增加一个http2_test.go文件，使用package http2。这样测试用例和代码在同一个package内，这称为内部测试。

go工具也支持一个特别的package声明：以test结尾的包名字比如package http_test。这允许你的测试用例文件与代码文件在同一个package目录下，然而编译时，这些测试用例并不会作为你的package代码的一部分。他们存在于自己的package内。这叫做外部测试。

当编写单元测试时，作者推荐使用内部测试。内部测试可以让你直接测试function或者method。

然而，应该将Example测试用例放到外部测试文件中。这样当读者阅读godoc时，这些例子具备包前缀的标识，还易于拷贝。

提示：以上的建议有一些例外，如net/http，http并不表示是net的子包，如果你设计了一个这种package的层级结构，存在目录内不包含任何的.go文件，那么以上的建议不适用。

5.1.3 使用internal包减少对外暴露的公共API

如果你的项目中包含了多个package，并且有一些函数被其他package使用，但是并不想将这些函数作为对外项目的公共API，那么可以使用internal/。将代码放到此目录下，可以使得首字母大写的function只对本项目内公开调用，不对其他项目公开。

举例来说，/a/b/c/internal/d/e/f 的目录结构，c作为一个项目，internal目录下的包只能被/a/b/cimport，不能被其他层级项目import：如/a/b/g

5.2 保持主函数尽量精简

main函数以及main包应该尽量精简。因为在项目中只有一个main包，同时程序只可能在main.main或者main.init被调用一次。这导致在main.mian中很难编写测试用例。应该将业务逻辑移动到其他的package中

提示：main应该解析参数，打开数据库连接，初始化logger等，将执行逻辑转移到其他package。

6. API设计

6.1 设计不会被滥用的API

如果在简单的场景，API被使用都很困难，那么API的调用将会很复杂。如果API的调用很复杂，那么它将会难以阅读，并且容易被忽视。

6.1.1 警惕使用同类型的多参数函数

给定两个或者更多相同类型的参数的函数，往往看起来很简单，但是不容易使用。举例：

func Max(a, b int) int
func CopyFile(to, from string) error

这两者的区别是什么呢？本命想第一个比较两个数的最大值，第二个将一个文件进行拷贝，但是这不是最重要的事情。

Max(8, 10) // 10
Max(10, 8) // 10

Max 的参数是可以交换位置的。不会引起歧义。

然而，对于CopyFile则不同。

CopyFile("/tmp/backup", "presentation.md")
CopyFile("presentation.md", "/tmp/backup")

这两者到底是从哪个文件复制到哪个文件呢。这很容易带来混淆和歧义。

一个可行的解决办法是引入一个辅助类型，增加此method：

type Source string

func (src Source) CopyTo(dest string) error {
    return CopyFile(dest, string(src))
}

func main() {
    var from Source = "presentation.md"
    from.CopyTo("/tmp/backup")
}

在上述的解决方法中，CopyTo 总会被正确的使用，不会带来歧义。

提示：带有多个同类型多参数的API很难被正确的使用。

6.2 不应该强迫API的调用方提供他们不需要关注的参

如果你的API不必要求调用方提他们不关注的参数，那么API将会更加的易于理解。

6.2.1 鼓励将nil作为参数

如果用户不需要关注API的某个参数值，可以使用nil作为默认参数。这里给出一个net/httppackage的例子：

package http

// ListenAndServe listens on the TCP network address addr and then calls
// Serve with handler to handle requests on incoming connections.
// Accepted connections are configured to enable TCP keep-alives.
//
// The handler is typically nil, in which case the DefaultServeMux is used.
//
// ListenAndServe always returns a non-nil error.
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {

ListenAndServe有两个参数，一个是监听的地址，http.Handler用来处理HTTP请求。Serve 允许第二个参数是nil，如果传入nil，意味着使用的是默认的http.DefaultServeMux作为参数。

Serve的调用者有两种方式实现相同的事情。

http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", nil)
http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", http.DefaultServeMux)

在ListenAndServe实现如下：

func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
    l, err := net.Listen("tcp", addr)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer l.Close()
    return Serve(l, handler)
}

可以想象在Server(l, handler)中，会有if handler is nil``，使用DefaultServeMux`的逻辑。但是，如下的调用会导致panic：

http.Serve(nil, nil)

提示：不用将可为nil和不可为nil的参数放到一个函数的参数中。

http.ListenAndServe的作者想让在一般情况下，用户理解更加简单，但是可能会导致使用上的不安全。

在代码行数上，显示的使用DefaultServeMux还是隐式的使用nil并没有多大区别。

const root = http.Dir("/htdocs")
    http.Handle("/", http.FileServer(root))
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", nil)

对比

const root = http.Dir("/htdocs")
    http.Handle("/", http.FileServer(root))
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", http.DefaultServeMux)

带来使用上的歧义值得换来使用上的一行省略吗？

const root = http.Dir("/htdocs")
    mux := http.NewServeMux()
    http.Handle("/", http.FileServer(root))
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", mux)

提示：慎重考虑辅助函数给程序员节省的时间到底有多少。清晰比简洁更重要。

6.2.2 vars参数比[]T参数更好

将slice 作为作为一个函数的参数很常见。

func ShutdownVms(ids []string) error

将slice作为一个函数的参数有一个前提，就是假定大多数时候，函数的参数有多个值。但是实际上，作者发现大多数时候，函数的参数只有一个值，这时候往往要讲单个参数封装成slice，满足函数的参数格式。

此外，因为ids参数是一个slice，可以将一个空slice或者nil作为参数，编译的时候也不会报错。而在单测时，你也要考虑到这种场景。

再给出一个例子，如果需要判断一些参数非0，可以通过以下的方式：

if svc.MaxConnections > 0 || svc.MaxPendingRequests > 0 || svc.MaxRequests > 0 || svc.MaxRetries > 0 {
    // apply the non zero parameters
}

这使得if语句特别长。有一种优化的方法：

// anyPostive indicates if any value is greater than zero.
func anyPositive(values ...int) bool {
    for _, v := range values {
        if v > 0 {
            return true
        }
    }
    return false
}

这看起来简洁了很多。但是也存在一个问题，如果不给任何的参数，那么anyPositive会返回true，这不符合预期。

如果我们更改参数的形式，让调用者清楚至少应该传入一个参数，那么就会好很多，比如：

// anyPostive indicates if any value is greater than zero.
func anyPositive(first int, rest ...int) bool {
    if first > 0 {
        return true
    }
    for _, v := range rest {
        if v > 0 {
            return true
        }
    }
    return false
}

6.3 让函数定义他们需要的行为

如果需要将一个数据结构写到磁盘中。可以像如下这么写：

// Save writes the contents of doc to the file f.
func Save(f *os.File, doc *Document) error

但是上述的例子存在一些问题：函数名字叫做Save明确了是持久化到硬盘，但是如果后续有需求要持久化到其他主机的磁盘上，那么还需要改函数名字，并且告知所有的调用者。

因为它将内容写到了磁盘上，Save函数也不便于测试。为了校验行为的正确性，自测用例不得不读取文件。

我们也需要却道f是写到了一个车临时的目录，并且每次都会被清理。

*os.File也包含了很多方法，并不都是与Save相关的。

如何优化呢？

// Save writes the contents of doc to the supplied
// ReadWriterCloser.
func Save(rwc io.ReadWriteCloser, doc *Document) error

使用io.ReadWriteCloser接口可以更通用的描述函数的作用。而且拓展了Save的功能。

当调用者保存到本地磁盘时，接口实现传入*os.File可以更明确的标识调用者的意图。

如何进一步优化呢？

首先，如果Save遵循单一职责原则，那么它自己无法读取文件去验证内容，校验将由其他代码进行。

// Save writes the contents of doc to the supplied
// WriteCloser.
func Save(wc io.WriteCloser, doc *Document) error

所以我们可以缩小传入接口的方法范围，只进行写入和关闭文件。

其次，Save的接口提供了关闭数据流的方法。那么就要考虑什么时候使用WC关闭文件：也许Save会无条件的关闭，或者在写入成功时关闭。

这带来一个问题：对于Save的调用者来说，也谢写入成功数据之后，调用者还想继续追加内容。

// Save writes the contents of doc to the supplied
// Writer.
func Save(w io.Writer, doc *Document) error

一个更好的解决方法是重写Save，只提供io.Writer，只进行文件的写入。

进行一系列优化后，Save的作用很明确，可以保存数据到实现接口io.Writer的地方。这既带来可拓展性，也减少了歧义：它只用来保存，不进行数据流的关闭以及读取操作。

7. 错误处理

作者在他的博客中已经写过了错误处理：

inspection-errors

constant-error

此处只补充一些博客中不涉及的内容。

7.1 通过消除错误，将错误处理程序消除

比提示错误处理更好的是，不需要进行错误处理。（改进代码以便不必进行错误处理）

这一部分作者从John Ousterhout的近期的书籍《A philosophy of Software Design》中获得启发。这本书中有一张叫做“定义不复存在的错误”(Define Errors Out of Existence)，这里会应用到go语言中。

7.1.1 统计行数

让我们写一个同机文件行数的代码

func CountLines(r io.Reader) (int, error) {
    var (
        br    = bufio.NewReader(r)
        lines int
        err   error
    )

    for {
        _, err = br.ReadString('\n')
        lines++
        if err != nil {
            break
        }
    }

    if err != io.EOF {
        return 0, err
    }
    return lines, nil
}

根据之前的建议，函数的入参使用的是接口io.Reader而不是*File。这个函数的功能是统计io.Reader读入的内容。

这个函数使用ReadString函数统计是否到结尾，并且累加。但是由于引入了错误处理，看起来有一些奇怪：

        _, err = br.ReadString('\n')
        lines++
        if err != nil {
            break
        }

之所以这样书写，是因为ReadString函数当遇到结尾时会返回error。

我们可以这样改进：

func CountLines(r io.Reader) (int, error) {
    sc := bufio.NewScanner(r)
    lines := 0
    
    for sc.Scan() {
        lines++
    }
    return lines, sc.Err()
}

改进的版本使用bufio.Scaner替换了bufio.Reader，这替改进了错误处理。

如果扫描器检查到了文本的一行，sc.Scan()返回true，如果检测不到或遇到其他错误，则返回false。而不是返回error。这简化了错误处理。并且我们可以将错误放到sc.Err()中进行返回。

7.1.2 http返回值

来看一个处理http返回值得例子：

type Header struct {
    Key, Value string
}

type Status struct {
    Code   int
    Reason string
}

func WriteResponse(w io.Writer, st Status, headers []Header, body io.Reader) error {
    _, err := fmt.Fprintf(w, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", st.Code, st.Reason)
    if err != nil {
        return err
    }

    for _, h := range headers {
        _, err := fmt.Fprintf(w, "%s: %s\r\n", h.Key, h.Value)
        if err != nil {
            return err
        }
    }

    if _, err := fmt.Fprint(w, "\r\n"); err != nil {
        return err
    }

    _, err = io.Copy(w, body)
    return err
}

在WriteResponse函数中，有很多的错误处理过程，这看起来十分重复繁琐。来看一个改进方法：

type errWriter struct {
    io.Writer
    err error
}

func (e *errWriter) Write(buf []byte) (int, error) {
    if e.err != nil {
        return 0, e.err
    }
    var n int
    n, e.err = e.Writer.Write(buf)
    return n, nil
}

func WriteResponse(w io.Writer, st Status, headers []Header, body io.Reader) error {
    ew := &errWriter{Writer: w}
    fmt.Fprintf(ew, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", st.Code, st.Reason)

    for _, h := range headers {
        fmt.Fprintf(ew, "%s: %s\r\n", h.Key, h.Value)
    }

    fmt.Fprint(ew, "\r\n")
    io.Copy(ew, body)
    return ew.err
}

在上述的改进函数中，我们定义了一个新的结构errWriter，它包含了io.Writer，并且有自己的Write函数。当需要向response写入数据时，调用新定义的结构。而新结构中处理了error的情况，这样就不必每次在WriteResponse中显示的处理err。

（我的思考是，这样虽然简化了err处理，但是这样增加了读者的阅读负担。并不能说是一种简化）

7.2 一次只处理一个错误

一个错误的返回只应该被处理一次，如果想互联错误则可以不去处理它：

// WriteAll writes the contents of buf to the supplied writer.
func WriteAll(w io.Writer, buf []byte) {
        w.Write(buf)
}

WriteAll的错我们就进行了忽略。

如果对一个错误进行了多次处理，是不好的，比如：

func WriteAll(w io.Writer, buf []byte) error {
    _, err := w.Write(buf)
    if err != nil {
        log.Println("unable to write:", err) // annotated error goes to log file
        return err                           // unannotated error returned to caller
    }
    return nil
}

在上述的例子中，当w.Write发生错误时，我们将其计入了log，但是却仍然把错误返回了。可以想象，在调用WriteAll的函数中，也会进行计入log，并且返回err。这导致很多荣誉的log被计入。它的调用者可能进行如下行为：

func WriteConfig(w io.Writer, conf *Config) error {
    buf, err := json.Marshal(conf)
    if err != nil {
        log.Printf("could not marshal config: %v", err)
        return err
    }
    if err := WriteAll(w, buf); err != nil {
        log.Println("could not write config: %v", err)
        return err
    }
    return nil
}

如果写入错误，最后日志中的内容是：

unable to write: io.EOF
could not write config: io.EOF

但是在WriteConfig 的调用中看来，发生了错误，但是却没有任何上下文信息：

err := WriteConfig(f, &conf)
fmt.Println(err) // io.EOF

7.2.1 为错误增加上下文信息

我们可以使用fmt.Errorf为错误信息增加上下问：

func WriteConfig(w io.Writer, conf *Config) error {
    buf, err := json.Marshal(conf)
    if err != nil {
        return fmt.Errorf("could not marshal config: %v", err)
    }
    if err := WriteAll(w, buf); err != nil {
        return fmt.Errorf("could not write config: %v", err)
    }
    return nil
}

func WriteAll(w io.Writer, buf []byte) error {
    _, err := w.Write(buf)
    if err != nil {
        return fmt.Errorf("write failed: %v", err)
    }
    return nil
}

这样既不会重复增加log，也可以保留错误的上下文信息。

7.2.2 使用github.com/pkg/errors来包装错误信息

使用fmt.Errorf来注解错误信息看起来很好，但是它也有一个缺点，它掩盖了原始的错误信息。作者认为将错误原本的返回对于松耦合的项目很重要。这有两种情况，错误的原始类型才无关紧要：

1. 判断是否为nil
2. 将错误信息写入log

但是有一些场景你需要保留原始的错误信息。这种情况下你可以使用erros包：

func ReadFile(path string) ([]byte, error) {
    f, err := os.Open(path)
    if err != nil {
        return nil, errors.Wrap(err, "open failed")
    }
    defer f.Close()

    buf, err := ioutil.ReadAll(f)
    if err != nil {
        return nil, errors.Wrap(err, "read failed")
    }
    return buf, nil
}

func ReadConfig() ([]byte, error) {
    home := os.Getenv("HOME")
    config, err := ReadFile(filepath.Join(home, ".settings.xml"))
    return config, errors.WithMessage(err, "could not read config")
}

func main() {
    _, err := ReadConfig()
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        os.Exit(1)
    }
}

这样错误信息会是如下的内容：

could not read config: open failed: open /Users/dfc/.settings.xml: no such file or directory

而且可以保留错误的原始类型：

func main() {
    _, err := ReadConfig()
    if err != nil {
        fmt.Printf("original error: %T %v\n", errors.Cause(err), errors.Cause(err))
        fmt.Printf("stack trace:\n%+v\n", err)
        os.Exit(1)
    }
}

可以得到如下信息：

original error: *os.PathError open /Users/dfc/.settings.xml: no such file or directory
stack trace:
open /Users/dfc/.settings.xml: no such file or directory
open failed
main.ReadFile
        /Users/dfc/devel/practical-go/src/errors/readfile2.go:16
main.ReadConfig
        /Users/dfc/devel/practical-go/src/errors/readfile2.go:29
main.main
        /Users/dfc/devel/practical-go/src/errors/readfile2.go:35
runtime.main
        /Users/dfc/go/src/runtime/proc.go:201
runtime.goexit
        /Users/dfc/go/src/runtime/asm_amd64.s:1333
could not read config

使用errrors包既可以满足阅读者的需求，封装错误信息的上下文，又可以满足程序判断error原始类型的需求。

8. 并发

很多项选择go语言是因为它的并发特性。go团队竭尽全力让并发实现更加低成本。但是使用go的并发也存在一些陷阱，下面介绍如何避开这些陷阱。

8.1 避免异常阻塞

这个程序看起来有什么问题：

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Fprintln(w, "Hello, GopherCon SG")
    })
    go func() {
        if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
    }()

    for {
    }
}

这个一个简单的实现http 服务的程序，但是它也做了一些其他的事情：它在结尾的地方for死循环，这浪费了cpu，而且for内没有使用管道等通信机制，它将main处于阻塞状态。无法正常退出。

因为go runtime是协程方式调度，这个程序将会在单个cpu上无效的运行，并且可能最终导致运行锁（两个程序互相响应彼此，一直无效运行）。

如何修复这个问题，是以下这样吗：

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
    "runtime"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Fprintln(w, "Hello, GopherCon SG")
    })
    go func() {
        if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
    }()

    for {
        runtime.Gosched()
    }
}

这看起来也有一些愚蠢，这代表没有真正理解问题的所在。

（Goshed()是指让出cpu时间片，让其他goroutine运行）

如果你对go有一定的编码经验，你可能会写出这样的程序：

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Fprintln(w, "Hello, GopherCon SG")
    })
    go func() {
        if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
    }()

    select {}
}

使用select避免了浪费cpu，但是并没有解决根本问题。

解决的方法是不要在协程中运行http.ListenAndServe()，而是在main.main goroutine中运行。

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
)

func main() {
    http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Fprintln(w, "Hello, GopherCon SG")
    })
    if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

在http.ListenAndServer中有实现了阻塞。作者提到许多的go程序员过度使用了go并发，适度才是关键。

这里插入一下自己的理解：

一般在程序的退出处理上，要进行阻塞，并监听相关信号（错误信息，退出消息，信号：sigkill/sigterm），一般select和channel 来配合使用。这里http.ListenAndServe自己实现了select的阻塞，所以不必再自己实现一套。

8.2 让调用者去控制并发

这两个API有什么区别：

// ListDirectory returns the contents of dir.
func ListDirectory(dir string) ([]string, error)

// ListDirectory returns a channel over which
// directory entries will be published. When the list
// of entries is exhausted, the channel will be closed.
func ListDirectory(dir string) chan string

首先，第一个API将所有的内容获取出，放到一个slice中返回，这是一个同步调用的接口，直到列出所有的内容，才返回。有可能耗费内存，或者花费大量的时间。

第二个API更具备go风格，它是一个异步接口。启动一个goroutine后，返回一个channel。后台goroutine会将目录内容写到channel中。如果channel关闭，证明内容写完了。

第二个channel版本的API有两个问题：

1. 调用者无法区分出错的场景和空内容的场景，在调用者看来，就是channel关闭了。
2. 即使调用者提前获取到了需要的内容，也无法提前结束从channel中读取，直到channel关闭。这个方法对目录内容多，占用内存的场景更好，但是这并不比直接返回slice更快。

有一个更更好的解放方法是使用回调函数：

func ListDirectory(dir string, fn func(string))

这就是filepath.WalkDir的实现方法。

8.3 当goroutine将要停止时，不要启动它

这里给出监听两个不同端口的http服务的例子：8080是应用的端口，8001是请求性能分析/debug/pprof 的端口。

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    _ "net/http/pprof"
)

func main() {
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        fmt.Fprintln(resp, "Hello, QCon!")
    })
    go http.ListenAndServe("127.0.0.1:8001", http.DefaultServeMux) // debug
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", mux)                       // app traffic
}

看起来不复杂的例子，但是随着应用规模的增长，会暴露一些问题，现在我们试着去解决：

func serveApp() {
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        fmt.Fprintln(resp, "Hello, QCon!")
    })
    http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", mux)
}

func serveDebug() {
    http.ListenAndServe("127.0.0.1:8001", http.DefaultServeMux)
}

func main() {
    go serveDebug()
    serveApp()
}

通过将serveApp与serveDebug的逻辑实现在自己的函数内，他们得以与main.main解耦。我们也遵循了上面的建议，将并发性交给调用者去做，比如go serveDebug()。

但是上面的改进程序也存在一定的问题。如果serveApp异常出错返回，那么main.main也将返回，导致程序退出。并被其他托管程序重启（比如supervisor）

提示：就像将并发调用交给调用者一样，程序本身的状态监控和重启，应该交给外部程序来做。

然而，serveDebug处在一个独立的goroutine，当它有错误返回时，并不影响其他的goroutine运行。这时调用者发现/debug处理程序无法工作了，也会很困惑。

我们需要确保任何一个至关重要的goroutine如果异常退出了，那么整个程序也应该退出。

func serveApp() {
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        fmt.Fprintln(resp, "Hello, QCon!")
    })
    if err := http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", mux); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

func serveDebug() {
    if err := http.ListenAndServe("127.0.0.1:8001", http.DefaultServeMux); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

func main() {
    go serveDebug()
    go serveApp()
    select {}
}

上面的程序中，serverApp和serveDebug都在http服务异常时，获取error并写log。在主函数中，使用select进行阻塞。这存在几个问题：

1. 如果ListenAndServer返回nil，那么log.Fatal不会处理异常。这时可能端口已经关闭了，但是main无法感知。
2. log.Fatal调用了os.Exit，os.Exit会无条件的结束程序，defers语句不会被执行，其他的goroutine也无法被通知到应该关闭。这个程序直接退出了，也不便于写单元测试。

提示：只应该在main.main或者init函数中使用log.Fatal

我们应该做什么来保证各个goroutine安全退出，并且做好退出的清理工作呢？

func serveApp() error {
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        fmt.Fprintln(resp, "Hello, QCon!")
    })
    return http.ListenAndServe("0.0.0.0:8080", mux)
}

func serveDebug() error {
    return http.ListenAndServe("127.0.0.1:8001", http.DefaultServeMux)
}

func main() {
    done := make(chan error, 2)
    go func() {
        done <- serveDebug()
    }()
    go func() {
        done <- serveApp()
    }()

    for i := 0; i < cap(done); i++ {
        if err := <-done; err != nil {
            fmt.Println("error: %v", err)
        }
    }
}

我们可以使用一个channel来收集返回的error信息，channel的容量和goroutine相同，例子中是2，在main函数中，通过阻塞的等待channel读取，来确保goroutine退出时，main函数可以感知到。

由于没有安全的关闭channel，我们不使用for range`语句去便利channel，而是使用channel的容量作为读取的边界条件。

现在我们有了获取goroutine错误信息的机制。我们需要的还有从一个goroutine获取信号，并转发给其他的goroutine的机制。

下面的例子中，我们增加了一个辅助函数serve，它实现了http.ListenAndServe的启动http服务的功能，并且增加了一个stop管道，以便接受结束消息。

func serve(addr string, handler http.Handler, stop <-chan struct{}) error {
    s := http.Server{
        Addr:    addr,
        Handler: handler,
    }

    go func() {
        <-stop // wait for stop signal
        s.Shutdown(context.Background())
    }()

    return s.ListenAndServe()
}

func serveApp(stop <-chan struct{}) error {
    mux := http.NewServeMux()
    mux.HandleFunc("/", func(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        fmt.Fprintln(resp, "Hello, QCon!")
    })
    return serve("0.0.0.0:8080", mux, stop)
}

func serveDebug(stop <-chan struct{}) error {
    return serve("127.0.0.1:8001", http.DefaultServeMux, stop)
}

func main() {
    done := make(chan error, 2)
    stop := make(chan struct{})
    go func() {
        done <- serveDebug(stop)
    }()
    go func() {
        done <- serveApp(stop)
    }()

    var stopped bool
    for i := 0; i < cap(done); i++ {
        if err := <-done; err != nil {
            fmt.Println("error: %v", err)
        }
        if !stopped {
            stopped = true
            close(stop)
        }
    }
}

上面的例子，我们每次启动goroutine会得到一个donechannel，当从done读物到错误信息时，close stop channel，会使得其他goroutine 正常退出。如此，就可以实现main函数正常的退出。

提示，自己写这种处理退出的逻辑会显得重复和微妙。开源代码有实现类似的事情：https://github.com/heptio/workgroup，可以参考