Golang 高级微调技术

作者：俞凡

2024-02-24
上海
本文字数：3781 字
阅读完需：约 12 分钟

本文分享了一些小技巧，可以帮助我们写出更简化、高效的 Golang 代码，从而获得更好的开发体验。原文: Fine-Tuning Golang: Advanced Techniques for Code Optimization

本文是 Golang 代码优化技术的综合指南，帮助我们释放 Golang 应用程序的全部潜能，提高性能、简化开发，获得更高效、更强大的编码体验。

Aaron Thomas @Unsplash

在项目开发过程中，我发现经常会有重复代码，有时还会忽略某些技术，直到进行工作回顾的时候才会发现。

为了解决这个问题，我开发了一个解决方案。这对我自己很有帮助，相信对其他人也会有用。

以下是从我的实用工具库中随机挑选的一些有用的多功能代码片段，没有具体分类，也没有针对特定系统的技巧：

跟踪执行时间的技术

如果想在 Go 中跟踪函数的执行时间，有一种简单高效的技术，只需一行代码，使用 defer 关键字即可实现。所需要的只是一个 TrackTime 函数：

// Utilityfunc TrackTime(pre time.Time) time.Duration {  elapsed := time.Since(pre)  fmt.Println("elapsed:", elapsed)
  return elapsed}
func TestTrackTime(t *testing.T) {  defer TrackTime(time.Now()) // <--- THIS
  time.Sleep(500 * time.Millisecond)}
// elapsed: 501.11125ms

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两阶段延迟执行

在 Go 中，defer 不仅用于清理任务，还可以用于准备任务。请看下面的例子：

func setupTeardown() func() {    fmt.Println("Run initialization")    return func() {        fmt.Println("Run cleanup")    }}
func main() {    defer setupTeardown()() // <--------    fmt.Println("Main function called")}
// Run initialization// Main function called// Run cleanup

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这种模式的妙处在于，只需一行代码，就能完成以下任务：

打开数据库连接，然后关闭。
建立模拟环境，然后拆除。
获取分布式锁，然后释放。
...

这看起来很聪明，但在现实中有什么实际应用呢？

还记得跟踪执行时间的技巧吗？也可以这样做：

func TrackTime() func() {  pre := time.Now()  return func() {    elapsed := time.Since(pre)    fmt.Println("elapsed:", elapsed)  }}
func main() {  defer TrackTime()()
  time.Sleep(500 * time.Millisecond)}

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注意！连接数据库时出现错误怎么办？

事实上，像 defer TrackTime() 或 defer ConnectDB() 这样的模式可能无法正确处理错误。

这种技术最适合在测试或愿意承担潜在致命错误风险的情况下使用。请考虑以下面向测试的方法：

func TestSomething(t *testing.T) {  defer handleDBConnection(t)()  // ...}
func handleDBConnection(t *testing.T) func() {  conn, err := connectDB()  if err != nil {    t.Fatal(err)  }
  return func() {    fmt.Println("Closing connection", conn)  }}

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这样就可以在测试过程中处理数据库连接中的错误。

预先分配切片

预先分配切片或映射可以显著提高 Go 程序性能。

不过，值得注意的是，如果我们不小心使用追加而不是索引（如 a[i]），这种方法有时会出错。

可以在不指定数组长度（零长度）的情况下使用预分配的切片，这样就可以像使用 append 一样使用切片。

// Not Recommendeda := make([]int, 10)a[0] = 1
// Recommendedb := make([]int, 0, 10)b = append(b, 1)

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链式调用

链式调用技术可应用于带有接收器的函数（指针）。为了说明这一点，让我们考虑一个带有 AddAge 和 Rename 两个函数的 Person 结构，以对其进行修改。

type Person struct {  Name string  Age  int}
func (p *Person) AddAge() {  p.Age++}
func (p *Person) Rename(name string) {  p.Name = name}

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如果想增加一个人的年龄，然后重新命名，传统的方法是

func main() {  p := Person{Name: "Aiden", Age: 30}
  p.AddAge()  p.Rename("Aiden 2")}

复制代码

另一方面，也可以修改 AddAge 和 Rename 函数的接收器，使其返回修改后的对象本身，尽管它们通常不会返回任何内容：

func (p *Person) AddAge() *Person {  p.Age++  return p}
func (p *Person) Rename(name string) *Person {  p.Name = name  return p}

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通过返回修改后的对象本身，可以轻松的将多个函数接收器连在一起，而不会增加不必要的代码行：

p = p.AddAge().Rename("Aiden 2")

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从 Go 1.20 开始，可以将切片转换为数组或数组指针

例如，当我们需要将切片转换为固定大小的数组时，是不能直接赋值的：

a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}var b [3]int = a[0:3]

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在变量声明中，将 a[0:3]（[]int 类型的值）赋值给 [3]int 类型的变量是不兼容、不允许的。

Go 团队在 Go 1.17 中更新了将切片转换为数组的功能。随着 Go 1.20 的发布以及更多方便的字面量的加入，转换过程变得更加简单：

// Go 1.20func Test(t *testing.T) {   a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}   b := [3]int(a[0:3])
  fmt.Println(b) // [0 1 2]}
// Go 1.17func TestM2e(t *testing.T) {  a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}  b := *(*[3]int)(a[0:3])
  fmt.Println(b) // [0 1 2]}

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提醒一下：可以用 a[:3] 代替 a[0:3]。

软件包初始化，`import _`

有时在某个库中，可能会遇到包含下划线 (_) 的导入语句，就像下面这样：

import (  _ "google.golang.org/genproto/googleapis/api/annotations")

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这将执行软件包的初始化代码（init 函数），而不会为其创建命名引用。通过它，可以在运行代码前初始化软件包、注册连接并执行其他任务。

package underscore
func init() {  fmt.Println("init called from underscore package")}// mainpackage main
import (  _ "lab/underscore")
func main() {}// Output：init called from underscore package

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通过`import .`导入

在了解了下划线 (_) 在导入中的使用方法后，让我们来看看更常用的点 (.) 操作符。

作为开发人员，可以使用点（.）操作符从软件包导入导出标识符，而无需明确指定软件包名称。对于懒惰的开发人员来说，这是一种方便的快捷方式。

很酷吧？在处理项目中较长的软件包名称（如 externalmodel 或 doingsomethinglonglib）时，这一点尤其有用。

package main
import (  "fmt"  . "math")
func main() {  fmt.Println(Pi) // 3.141592653589793  fmt.Println(Sin(Pi / 2)) // 1}

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将多个错误合并为一个错误

Go 1.20 为 errors 包引入了新功能，包括支持多重错误以及对 errors.Is 和 errors.As 的修改。

Joins是errors的新增功能之一，我们将在下文中详细讨论：

var (  err1 = errors.New("Error 1st")  err2 = errors.New("Error 2nd"))
func main() {  err := err1  err = errors.Join(err, err2)
  fmt.Println(errors.Is(err, err1)) // true  fmt.Println(errors.Is(err, err2)) // true}

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如果多个任务导致错误，可以使用 Join 函数代替手动管理数组，从而简化错误处理流程。

检查接口是否真正为`Nil`

即使接口持有的值为 nil，也并不意味着接口本身为 nil，这会导致 Go 程序出现意外错误。因此，了解如何检查接口是否真的为 nil 至关重要。

func main() {  var x interface{}  var y *int = nil  x = y
  if x != nil {    fmt.Println("x != nil")  } else {    fmt.Println("x == nil")  }
  fmt.Println(x)}
// Output：// x != nil// <nil>

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如何判断 interface{} 值是否为 nil？幸运的是，有一个简单的工具可以帮助我们做到这一点：

func IsNil(x interface{}) bool {  if x == nil {    return true  }
  return reflect.ValueOf(x).IsNil()}

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解析 JSON 中的 `time.Duration`

在解析 JSON 时，使用 time.Duration 可能是个繁琐的过程，因为需要在秒后添加 9 个零（即 1000000000）。为了简化这一过程，我创建了一个名为 Duration 的新类型：

type Duration time.Duration

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为了将字符串（如 "1s "或 "20h5m"）解析为 int64 类型的持续时间，我还为这种新类型实现了自定义解析逻辑：

func (d *Duration) UnmarshalJSON(b []byte) error {  var s string  if err := json.Unmarshal(b, &s); err != nil {    return err  }  dur, err := time.ParseDuration(s)  if err != nil {    return err  }  *d = Duration(dur)  return nil}

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不过，需要注意的是，变量 d 不能为零，否则会导致 marshaling 错误。另外，也可以在函数开始时对 d 进行检查。

避免裸参数

在处理具有多个参数的函数时，仅通过阅读每个参数的用法来理解其含义可能会造成混乱。请看下面的例子：

printInfo("foo", true, true)

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如果不检查 printInfo 函数，第一个 true 和第二个 true 是什么意思？当一个函数有多个参数时，仅通过阅读参数的用法来理解参数的含义可能会让人感到困惑。

不过，可以通过注释来提高代码可读性。例如：

// func printInfo(name string, isLocal, done bool)
printInfo("foo", true /* isLocal */, true /* done */)

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你好，我是俞凡，在 Motorola 做过研发，现在在 Mavenir 做技术工作，对通信、网络、后端架构、云原生、DevOps、CICD、区块链、AI 等技术始终保持着浓厚的兴趣，平时喜欢阅读、思考，相信持续学习、终身成长，欢迎一起交流学习。为了方便大家以后能第一时间看到文章，请朋友们关注公众号"DeepNoMind"，并设个星标吧，如果能一键三连(转发、点赞、在看)，则能给我带来更多的支持和动力，激励我持续写下去，和大家共同成长进步！

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两阶段延迟执行

预先分配切片

链式调用

从 Go 1.20 开始，可以将切片转换为数组或数组指针

软件包初始化，import _

通过import .导入

将多个错误合并为一个错误

检查接口是否真正为Nil

解析 JSON 中的 time.Duration

避免裸参数

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软件包初始化，`import _`

通过`import .`导入

检查接口是否真正为`Nil`

解析 JSON 中的 `time.Duration`