《Go 语言程序设计》读书笔记 (九) 命令工具集

Go语言的工具箱集合了一系列的功能的命令集。它可以看作是一个包管理器（类似于Linux中的apt和rpm工具），用于完成包的查询、计算的包依赖关系、从远程版本控制系统和下载它们等任务。它也是一个构建系统，计算文件的依赖关系，然后调用编译器、汇编器和连接器构建程序。它被设计成没有标准的make命令那么复杂。它也是一个单元测试和基准测试的驱动程序。

Go语言工具箱的命令有着类似“瑞士军刀”的风格，带着一打子的子命令，有一些我们经常用到，例如get、run、build和fmt等。你可以运行go或go help命令查看内置的帮助文档，为了查询方便，我们列出了最常用的命令：

$ go
...
    build            compile packages and dependencies
    clean            remove object files
    doc              show documentation for package or symbol
    env              print Go environment information
    fmt              run gofmt on package sources
    get              download and install packages and dependencies
    install          compile and install packages and dependencies
    list             list packages
    run              compile and run Go program
    test             test packages
    version          print Go version
    vet              run go tool vet on packages

Use "go help [command]" for more information about a command.
...

注：go 命令在不同的Go版本下运行会有不同的输出，尤其是在 1.11版本后会有 mod 子命令，我们不会涉及go mod这个话题。

下载包

使用Go语言工具箱的go命令，不仅可以根据包导入路径找到本地工作区的包，甚至可以从互联网上找到和更新包。

使用命令go get可以下载一个单一的包或者用...下载整个子目录里面的每个包。go命令同时计算并下载所依赖的每个包。一旦go get命令下载了包，后面就是安装包或包对应的可执行的程序。

go get命令支持当前流行的托管网站GitHub、Bitbucket和Launchpad，可以直接向它们的版本控制系统请求代码。对于其它的网站，你可能需要指定版本控制系统的具体路径和协议，例如 Git或Mercurial。运行go help importpath获取相关的信息。

go get命令获取的代码是真实的代码仓库，而不仅仅只是复制源文件，因此你依然可以使用版本管理工具比较本地代码的变更或者切换到其它的版本。例如golang.org/x/net包目录对应一个Git仓库：

$ cd $GOPATH/src/golang.org/x/net
$ git remote -v
origin  https://go.googlesource.com/net (fetch)
origin  https://go.googlesource.com/net (push)

需要注意的是golang.org/x/net包的导入路径含有的网站域名和本地Git仓库对应远程服务地址并不相同，真实的Git地址是go.googlesource.com。这其实是Go语言工具的一个特性，可以让包用一个自定义的导入路径，但是真实的代码却是由更通用的服务提供，例如googlesource.com或github.com。因为页面 https://golang.org/x/net/html 包含了如下的元数据，它告诉Go语言的工具当前包真实的Git仓库托管地址：

$ go build gopl.io/ch1/fetch
$ ./fetch https://golang.org/x/net/html | grep go-import
<meta name="go-import"
      content="golang.org/x/net git https://go.googlesource.com/net">

如果指定-u命令行标志参数，go get命令将确保所有的包和依赖的包的版本都是最新的，然后重新编译和安装它们。如果不包含该标志参数的话，而且如果包已经在本地存在，那么将不会被自动更新。

go get -u命令只是简单地保证每个包是最新版本，如果是第一次下载包则是比较很方便的；但是对于已经发布的程序则可能是不合适的，因为程序可能需要对依赖的包做精确的版本依赖管理。

构建包

go build命令编译命令行参数指定的每个包。如果包是一个库，则忽略输出结果；这可以用于检测包是否可以被正确编译。如果包的名字是main，go build将调用连接器在当前目录创建一个可执行程序；以导入路径的最后一段作为可执行程序的名字。

因为每个目录只包含一个包，因此每个对应可执行程序的包，会要求放到一个独立的目录中。这些目录有时候会放在名叫cmd目录的子目录下面，例如用于提供Go文档服务的golang.org/x/tools/cmd/godoc命令就是放在cmd子目录。

每个包可以由它们的导入路径指定，就像前面看到的那样，或者用一个相对目录的路径指定，相对路径必须以.或..开头。如果没有指定参数，那么默认指定为当前目录对应的包。 下面的命令用于构建同一个包, 虽然它们的写法各不相同:

$ cd $GOPATH/src/gopl.io/ch1/helloworld
$ go build

或者：

$ cd anywhere
$ go build gopl.io/ch1/helloworld

或者：

$ cd $GOPATH
$ go build ./src/gopl.io/ch1/helloworld

但不能这样：

$ cd $GOPATH
$ go build src/gopl.io/ch1/helloworld
Error: cannot find package "src/gopl.io/ch1/helloworld".

也可以指定包的源文件列表，这一般这只用于构建一些小程序或做一些临时性的实验。如果是main包，将会以第一个Go源文件的基础文件名作为最终的可执行程序的名字。

$ cat quoteargs.go
package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    fmt.Printf("%q\n", os.Args[1:])
}
$ go build quoteargs.go
$ ./quoteargs one "two three" four\ five
["one" "two three" "four five"]

特别是对于这类一次性运行的程序，我们希望尽快的构建并运行它。go run命令实际上是结合了构建和运行的两个步骤：

$ go run quoteargs.go one "two three" four\ five
["one" "two three" "four five"]

第一行的参数列表中，第一个不是以.go结尾的将作为可执行程序的参数运行。

默认情况下，go build命令构建指定的包和它依赖的包，然后丢弃除了最后的可执行文件之外所有的中间编译结果。依赖分析和编译过程虽然都是很快的，但是随着项目增加到几十个包和成千上万行代码，依赖关系分析和编译时间的消耗将变的可观，有时候可能需要几秒种，即使这些依赖项没有改变。

go install命令和go build命令很相似，但是它会保存每个包的编译成果，而不是将它们都丢弃。被编译的包会被保存到$GOPATH/pkg目录下，目录路径和 src目录路径对应，可执行程序被保存到$GOPATH/bin目录。（很多用户会将$GOPATH/bin添加到可执行程序的搜索列表中。）还有，go install命令和go build命令都不会重新编译没有发生变化的包，这可以使后续构建更快捷。为了方便编译依赖的包，go build -i命令将安装每个目标所依赖的包。

因为编译对应不同的操作系统平台和CPU架构，go install命令会将编译结果安装到GOOS和GOARCH对应的目录。例如，在Mac系统，golang.org/x/net/html包将被安装到$GOPATH/pkg/darwin_amd64目录下的golang.org/x/net/html.a文件。

针对不同操作系统或CPU的交叉构建也是很简单的。只需要设置好目标对应的GOOS和GOARCH，然后运行构建命令即可。下面交叉编译的程序将输出它在编译时操作系统和CPU类型：

func main() {
    fmt.Println(runtime.GOOS, runtime.GOARCH)
}

下面以64位和32位环境分别执行程序：

$ go build gopl.io/ch10/cross
$ ./cross
darwin amd64
$ GOARCH=386 go build gopl.io/ch10/cross
$ ./cross
darwin 386

有些包可能需要针对不同平台和处理器类型使用不同版本的代码文件，以便于处理底层的可移植性问题或提供为一些特定代码的优化。如果一个文件名包含了一个操作系统或处理器类型名字，例如net_linux.go或asm_amd64.s，Go语言的构建工具将只在对应的平台编译这些文件。

还有一个特别的构建注释可以提供更多的构建过程控制。例如，文件中可能包含下面的注释：

// +build linux darwin

在包声明和包注释的前面，该构建注释参数告诉go build只在编译程序对应的目标操作系统是Linux或Mac OS X时才编译这个文件。下面的构建注释则表示不编译这个文件：

// +build ignore

更多细节，可以参考go/build包的构建约束部分的文档。

$ go doc go/build

包文档

Go语言的编码风格鼓励为每个包提供良好的文档。包中每个导出的成员和包声明前都应该包含目的和用法说明的注释。

Go语言中包文档注释一般是完整的句子，第一行是包的摘要说明，注释后仅跟着包声明语句。注释中函数的参数或其它的标识符并不需要额外的引号或其它标记注明。例如，下面是fmt.Fprintf的文档注释。

// Fprintf formats according to a format specifier and writes to w.
// It returns the number of bytes written and any write error encountered.
func Fprintf(w io.Writer, format string, a ...interface{}) (int, error)

Fprintf函数格式化的细节在fmt包文档中描述。如果注释后仅跟着包声明语句，那注释对应整个包的文档。包文档对应的注释只能有一个（译注：其实可以有多个，它们会组合成一个包文档注释），包注释可以出现在任何一个源文件中。如果包的注释内容比较长，一般会放到一个独立的源文件中；fmt包注释就有300行之多。这个专门用于保存包文档的源文件通常叫doc.go。

好的文档并不需要面面俱到，文档本身应该是简洁但可不忽略的。事实上，Go语言的风格更喜欢简洁的文档，并且文档也是需要像代码一样维护的。对于一组声明语句，可以用一个精炼的句子描述，如果是显而易见的功能则并不需要注释。

有两个工具可以帮到你。

首先是go doc命令，该命令打印包的声明和每个成员的文档注释，下面是整个包的文档：

$ go doc time
package time // import "time"

Package time provides functionality for measuring and displaying time.

const Nanosecond Duration = 1 ...
func After(d Duration) <-chan Time
func Sleep(d Duration)
func Since(t Time) Duration
func Now() Time
type Duration int64
type Time struct { ... }
...many more...

或者是某个具体包成员的注释文档：

$ go doc time.Since
func Since(t Time) Duration

    Since returns the time elapsed since t.
    It is shorthand for time.Now().Sub(t).

或者是某个具体包的一个方法的注释文档：

$ go doc time.Duration.Seconds
func (d Duration) Seconds() float64

    Seconds returns the duration as a floating-point number of seconds.

第二个工具，名字也叫godoc，它提供可以相互交叉引用的HTML页面，但是包含和go doc命令相同以及更多的信息。godoc的在线服务 https://godoc.org ，包含了成千上万的开源包的检索工具。

你也可以在自己的工作区目录运行godoc服务。运行下面的命令，然后在浏览器查看 http://localhost:8000/pkg 页面：

$ godoc -http :8000

内部包

在Go语言程序中，包的封装机制是一个重要的特性。没有导出的标识符只在同一个包内部可以访问，而导出的标识符则是面向全宇宙都是可见的。有时候，一个中间的状态可能也是有用的，对于一小部分信任的包是可见的，但并不是对所有调用者都可见。例如，当我们计划将一个大的包拆分为很多小的更容易维护的子包，但是我们并不想将内部的子包结构也完全暴露出去。同时，我们可能还希望在内部子包之间共享一些通用的功能。

为了满足这些需求，Go语言的构建工具对导入路径包含internal的包做了特殊处理。这种包叫internal包，一个internal包只能被和internal目录有同一个父目录的包所导入。例如，net/http/internal/chunked内部包只能被net/http/httputil或net/http包导入，但是不能被net/url包导入。不过net/url包可以导入net/http/httputil包。

net/http
net/http/internal/chunked
net/http/httputil
net/url