Go1.20 那些事：PGO、编译速度、错误处理等新特性，你知道多少？

大家好，我是煎鱼。

最近 Go1.20 在 2 月 1 号已经正式发布，来的挺早的，以往都是拖到月底的，我翻了好几篇，发现最后还是做了不少功能取舍，放了些新特性（例如：arena 等）的鸽子！

怀疑 Go 团队 2 月份是有什么事要干，或者打算休假？又或是担心裁员影响工作交接？

今天快速温习与我们关联性多些的新特性，看看升不升 1.20。

编译速度提高

之前 Go1.18 正式发布了泛型，有欢喜也有忧。
这虽然支持了泛型，但是在 Go1.18 起编译速度相对 Go1.17 变慢了，会慢大概 15-18%，降速明显。

泛型特性，把 Go 引以为豪的构建速度都变慢了。怕不是以后构建也可以冲咖啡喝了？

原本说在 Go1.19 修，鸽了。终于，当前版本已经修复了。

如下测试报告：

                │ 117.results │            118.results            │            119.results            │            tip.results            │
                │   sec/op    │   sec/op    vs base               │   sec/op    vs base               │   sec/op    vs base               │
GoBuildKubelet     52.58 ± 0%   56.54 ± 1%  +7.54% (p=0.000 n=10)   55.47 ± 1%  +5.50% (p=0.000 n=10)   51.41 ± 1%  -2.22% (p=0.000 n=10)
GoBuildIstioctl    47.78 ± 1%   51.44 ± 0%  +7.65% (p=0.000 n=10)   50.89 ± 5%  +6.50% (p=0.000 n=10)   46.05 ± 1%  -3.62% (p=0.000 n=10)
GoBuildFrontend    19.03 ± 1%   20.55 ± 1%  +7.99% (p=0.000 n=10)   20.04 ± 0%  +5.33% (p=0.000 n=10)   18.22 ± 1%  -4.27% (p=0.000 n=10)
geomean            36.29        39.10       +7.72%                  38.39       +5.77%                  35.07       -3.37%

最新的 Go1.20 基准测试中，当前版本和 Go1.17 的构建速度保持一致。

另外还优化了编译器和垃圾收集器，减少了内存开销，将整体 CPU 性能提高了 2%。

Go1.21 将结束 MacOS、Windows 部分版本支持

Go1.20 的更新公告中也宣布了一个重大的更新结束通知，涉及 macOS 和 windows 操作系统。

分别如下：

• Go1.20 是支持 macOS 10.13 High Sierra 或 10.14 Mojave 上运行的最后一个版本。 Go 1.21 将需要 macOS 10.15 Catalina 或更高版本。
• Go1.20 是支持 Windows 7、8、Server 2008 和 Server 2012 的任何版本上运行的最后一个版本。Go 1.21 将至少需要 Windows 10 或 Server 2016。

好家伙，看来我需要更新我的操作系统版本了，不然下个版本 Go 都不欢迎我 coding 了。

有需要的同学在下个版本前尽早做好升级。

Go 发行版瘦身

新版本起，Go 的 $GOROOT/pkg 目录将不再存储标准库的预编译包存档，Go 发行版的将迎来一轮瘦身。

大小对比如下。

Go1.20：

Go1.19：

约比老版本缩减了 1/3，还是比较明显的。

PGO 引入

在 Go1.20 起，Go 引入了 Profile-guided optimization (PGO)，翻译过来是使用配置文件引导的优化，当前为预览版本。

PGO 是一门编译器优化技术，能够在不改业务代码的情况下，给你的应用程序带来一定的性能提升。在 Go PGO 中将会依托 runtime/pprof 所生成的 profile 来完成。

结果上可以使得 Go tool（工具链）能根据运行时信息执行特定于应用程序和工作负载的优化。说明了就是想提高性能，不需要改业务代码。

具体可以详见：《PGO 是啥，咋就让 Go 更快更猛了？》

支持封装多个错误

在原有 Go1.13 的 errors API 上进行新增和修改，核心是支持一个错误可以封装多个错误的特性。

新特性例子：

func main() {
 err1 := errors.New("err1")
 err2 := errors.New("err2")
 err := errors.Join(err1, err2)
 fmt.Println(err)
 if errors.Is(err, err1) {
  fmt.Println("err is err1")
 }
 if errors.Is(err, err2) {
  fmt.Println("err is err2")
 }
}

输出结果：

err1
err2
err is err1
err is err2

具体可以详见：《Go1.20 继续小修小补 errors 库。。。》

新增 StringData, String, SliceData

Go 团队通过分析、搜索发现 reflect.SliceHeader 和 reflect.StringHeader：

type StringHeader struct {
   Data uintptr
   Len  int
}

在业内经常被滥用，使用不方便，很容易出现隐性问题。例如：Data 字段类型是 uintptr 不是 unsafe.Pointer。设什么都可以，灵活度过于高，非常容易搞出问题。

在 Go1.20 起，在 unsafe 标准库新增了 3 个函数来替代前面这两个类型的使用。希望能够进一步标准化，并提供额外的类型安全。

如下函数签名：

• func String(ptr *byte, len IntegerType) string：根据数据指针和字符长度构造一个新的 string。
• func StringData(str string) *byte：返回指向该 string 的字节数组的数据指针。
• func SliceData(slice []ArbitraryType) *ArbitraryType：返回该 slice 的数据指针。

新版本的用法变成：

func StringToBytes(s string) []byte {
    return unsafe.Slice(unsafe.StringData(s), len(s))
}

func BytesToString(b []byte) string {
    return unsafe.String(&b[0], len(b))
}

以往常用的 reflect.SliceHeader 和 reflect.StringHeader 将会被标注为被废弃。

具体可以详见：《别乱用了，用新的。Go SliceHeader 和 StringHeader 将会被废弃！》

优化时间比较和格式记忆

2006-01-02 15:04:05

有很多 Go 同学反馈老要记 2006-01-02 15:04:05，发现这个日期时间点，使用的次数非常高频：

排名	频率	格式
1	75616	time.RFC3339
2	23954	time.RFC3339Nano
3	13312	"2006-01-02 15:04:05"
4	12332	"2006-01-02"
5	11940	time.RFC1123

使用频率的数据有理有据。

Go1.20 加了以下常量，便于直接引用：

DateTime   = "2006-01-02 15:04:05"
DateOnly   = "2006-01-02"
TimeOnly   = "15:04:05"

Time.Compare

再者就是新增了时间比较的方法。

在现在的标准库中，有 3 个方法来比较 time.Time 对象，分别是：Before()、Equal() 和 After()，作用上类似 <、== 和 >。但缺少 <= 和 >= 的等价物。

Go1.20 将会支持 Time.Compare，以此来达到类似的效果。作用是将 Time 对象 t 和 u 两者进行比较。

func (t Time) Compare(u Time) int

该方法返回如下几种结果：

• 如果 t 在 u 之前，则返回 -1。
• 如果 t 在 u 之后，则返回 +1。
• 如果它们相同，则返回 0。

具体可以详见：《Go1.20 中两个关于 Time 的更新，终于不用背 2006-01-02 15:04:05 了！》

禁用匿名接口循环导入

以前可以做匿名接口循环导入的骚操作。如下代码：

type I interface {
 m()
 interface {
     I
  }
}

这段代码，声明了接口类型 I，然后又包含了 m()，又包含接口 I。这会是一个 “永动机”，永远都不会停止。在开源的 GitHub 中，也真实存在着。

Go1.20 起，编译器将会默认拒绝匿名接口循环导入。如果没有用户反馈受到了重大的影响或问题，将会计划在 Go1.22 中正式的禁用和移除该项功能的支持。

具体可以详见：《Go1.20 将禁止匿名接口循环导入！》

没有 C工具链默认禁用 CGO

Go1.20 将会在没有 C 工具链的系统上默认禁用 CGO。这理论上是一个不兼容性设置，如果大家有需要，可以提前设置好 CGO_ENABLED 环境变量，以避免导致部分应用程序出问题。

支持切片到数组的转换

Go1.20 起支持将切片转换成数组。

如下代码：

func main() {
    v := []string{"煎", "鱼", "进", "脑", "子", "了"}
    s := [6]string(v)
    fmt.Println(s)
}

当然，前提是切片和数字的长度和类型都要对的上。否则会出现如下报错：

panic: runtime error: cannot convert slice with length 5 to array or pointer to array with length 6

goroutine 1 [running]:
main.main()
    /tmp/sandbox1162344488/prog.go:9 +0x1d

Program exited.

总结

在本次 Go1.20 的更新中，比较有意思的是 PGO 的预览版本，大家有机会可以体验下不改代码就提高应用性能的快感。而相关的更新有的是在偿还技术债务。例如：编译加速等。

原本关注度很高的 arean，之前在《打脸了兄弟们，Go1.20 arena 来了！》中我分享过。在 Go 团队在具体实现和分析后，发现现有的 API 存在严重的问题，暂时回滚迭代代码了，因此放了鸽子。这块我计划后面再单独分享。

尤其需要注意的，Go1.21 起将不再支持 macOS、windows 部分版本。可能一些公司的机器，甚至自己的要提前升级了。

如果希望查看完整发布记录，可以阅读：https://go.dev/doc/go1.20。

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