Go语言“正统”在中国?这6点教你写好Go代码!

原创
2023/12/26 10:04
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导读

数据显示,中国 Gopher 人数全球占比最高,Go 语言在国内的火热态势甚至让创始人 Rob Pike 惊讶到不敢想象,颇有一种 Golang 正统在中国的感觉。Go 语言也是腾讯内部最热门的编程语言,随着云计算技术的快速普及,使用 Go 语言编写的 IT 基础设施也变得更为广泛流行,让 Go 语言的热度和人才需求度都进一步得到提升。本文作者从设计、规范、陷阱到相关实现以例证说明并结合自己思考,详细解释了该如何写好 Go 代码,值得你的点赞分享转发收藏!

目录

1 Golang 实现 SOLID 设计原则

2 Golang 实现常见设计模式

3 Golang 易疏忽规范

4 Golang 编码陷阱

5 Golang 编码相关工具

6 如何做好 CR?

7 结语

01Golang 实现 SOLID 设计原则

1.1 单一职责原则

类的设计尽量做到只有一个原因引起变化。在交易的场景中,我们需要做一些交易存储、验证,我们可以声明交易的结构体,这个结构体是为了存储每笔交易。但是验证的功能我们可以拆开,这样代码更具有维护性、测试的编写也更简单方便。

type Trade struct {
    TradeID int
    Symbol string
    Quantity float64
    Price float64
}

type TradeRepository struct {
    db *sql.DB
}

func (tr *TradeRepository) Save(trade *Trade) error {
    _, err := tr.db.Exec("INSERT INTO trades (trade_id, symbol, quantity, price) VALUES (?, ?, ?, ?)", trade.TradeID, trade.Symbol, trade.Quantity, trade.Price)
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

type TradeValidator struct {}

func (tv *TradeValidator) Validate(trade *Trade) error {
    if trade.Quantity <= 0 {
        return errors.New("Trade quantity must be greater than zero")
    }
    if trade.Price <= 0 {
        return errors.New("Trade price must be greater than zero")
    }
    return nil
}

1.2 开闭原则

对扩展开放,对修改关闭。实现常见的方法是,通过接口或者多态继承。当我们的系统要增加期权交易的功能时,我们可以扩展接口实现,声明 TradeProcessor,而不是在声明一个统一的处理器中,写各种兼容逻辑。

type TradeProcessor interface {
    Process(trade *Trade) error
}

type FutureTradeProcessor struct {}

func (ftp *FutureTradeProcessor) Process(trade *Trade) error {
    // process future trade
    return nil
}

type OptionTradeProcessor struct {}

func (otp *OptionTradeProcessor) Process(trade *Trade) error {
    // process option trade
    return nil
}

1.3 里氏替换原则

所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对象。里氏替换可以简单地理解为开闭原则的一种拓展,目的是通过父子类继承部分实现子类替换父类,为了更好实现代码可扩展性。Golang 没有明确的继承机制,但是可以通过 Trade 接口当做面向对象对象的父类,FutureTrade 是具体的实现,通过这样的机制可以实现里氏替换。当其它函数需要调用 Trade 时,完全替换为 FutureTrade 是没有任何问题的。

type Trade interface {
    Process() error
}

type FutureTrade struct {
    Trade
}

func (ft *FutureTrade) Process() error {
    // process future trade
    return nil
}

1.4 接口隔离原则

建立单一接口,不要建立臃肿庞大的接口;即接口要尽量细化,同时接口中的方法要尽量少。Go 中接口方法越少越好,这样有利于封装、隔离。示例中,定义 Trade 接口,OptionTrade 接口,只有当我们进行期权交易时可以实现隐含波动率。这样做到了接口的隔离,如果我们在 Trade 接口中定义了 CalculateImpliedVolatility 方法,这样无关的期货交易也需要实现 CalculateImpliedVolatility 方法。

type Trade interface {
    Process() error
}

type OptionTrade interface {
    CalculateImpliedVolatility() error
}

type FutureTrade struct {
    Trade
}

func (ft *FutureTrade) Process() error {
    // process future trade
    return nil
}

type OptionTrade struct {
    Trade
}

func (ot *OptionTrade) Process() error {
    // process option trade
    return nil
}

func (ot *OptionTrade) CalculateImpliedVolatility() error {
    // calculate implied volatility
    return nil
}

1.5 依赖倒置原则

依赖接口不依赖实例。当我们进行处理交易需要将交易信息存储时,我们只需要指定我们实际存储的操作结构实现 TradeService 接口,这样我们的 TradeProcessor 结构体可以根据实际需要指定我们存储的数据库类型。

type TradeService interface {
    Save(trade *Trade) error
}

type TradeProcessor struct {
    tradeService TradeService
}

func (tp *TradeProcessor) Process(trade *Trade) error {
    err := tp.tradeService.Save(trade)
    if err != nil {
        return err
    }
    // process trade
    return nil
}

type SqlServerTradeRepository struct {
    db *sql.DB
}

func (str *SqlServerTradeRepository) Save(trade *Trade) error {
    _, err := str.db.Exec("INSERT INTO trades (trade_id, symbol, quantity, price) VALUES (?, ?, ?, ?)", trade.TradeID, trade.Symbol, trade.Quantity, trade.Price)
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

type MongoDbTradeRepository struct {
    session *mgo.Session
}

func (mdtr *MongoDbTradeRepository) Save(trade *Trade) error {
    collection := mdtr.session.DB("trades").C("trade")
    err := collection.Insert(trade)
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

02Golang 实现常见设计模式

2.1 单例设计模式

全局只存在一个单例,new 创建的单例只存在一个。类图(摘自设计模式之禅):

应用场景:全局只能存在一个对象,用于生成全局的序列号、IO 资源访问、全局配置信息等等。Golang 实现:并发场景下需要注意正确的实现方式:

var once sync.Once
var instance interface{}
func GetInstance() *singleton {
  once.Do(func() {
    instance = &amp;singleton{}
  })
  return instance
}

有限多列模式作为单例模式扩展,全局只存在固定的数量的模式,这种有限的多例模式。一般这种模式使用的比较多,也可以配合下文所提到的工厂模式构建,例如采用了多个链接的数据库连接池等等。

2.2 工厂模式

定义一个用于创建对象的接口,让子类决定实例化哪一个类。类图:

示例:

package main

// Factory interface

type simpleInterest struct {
principal      int
rateOfInterest int
time           int
}

type compoundInterest struct {
principal      int
rateOfInterest int
time           int
}

// Interface
type InterestCalculator interface {
Calculate()
}

func (si *simpleInterest) Calculate() {
// logic to calculate simple interest
}

func (si *compoundInterest) Calculate() {
// logic to calculate compound interest
}

func NewCalculator(kind string) InterestCalculator {
if kind == "simple" {
return &amp;simpleInterest{}
}
return &amp;compoundInterest{}
}

func Factory_Interface() {
siCalculator := NewCalculator("simple")
siCalculator.Calculate() // Invokes simple interest calculation logic
ciCalculator := NewCalculator("compound")
ciCalculator.Calculate() // Invokes compound interest calculation logic
}

工厂模式是典型的解耦框架。高层模块只需要知道产品的抽象类。其他的实现都不用关心,符合迪米特法则,符合依赖倒置原则只依赖产品的抽象,符合里氏替换原则,使用产品子类替换产品的父类。

2.3 代理模式

其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。类图:

示例:

// zkClient backend request struct.
type zkClient struct {
ServiceName string
Client      client.Client
opts        []client.Option
}

// NewClientProxy create new zookeeper backend request proxy,
// required parameter zookeeper name service: trpc.zookeeper.xxx.xxx.
func NewClientProxy(name string, opts ...client.Option) Client {
c := &amp;zkClient{
ServiceName: name,
Client:      client.DefaultClient,
opts:        opts,
}
c.opts = append(c.opts, client.WithProtocol("zookeeper"), client.WithDisableServiceRouter())
return c
}

// Get execute zookeeper get command.
func (c *zkClient) Get(ctx context.Context, path string) ([]byte, *zk.Stat, error) {
req := &amp;Request{
Path: path,
Op:   OpGet{},
}
rsp := &amp;Response{}
ctx, msg := codec.WithCloneMessage(ctx)
defer codec.PutBackMessage(msg)
msg.WithClientRPCName(fmt.Sprintf("/%s/Get", c.ServiceName))
msg.WithCalleeServiceName(c.ServiceName)
msg.WithSerializationType(-1) // non-serialization
msg.WithClientReqHead(req)
msg.WithClientRspHead(rsp)
if err := c.Client.Invoke(ctx, req, rsp, c.opts...); err != nil {
return nil, nil, err
}
return rsp.Data, rsp.Stat, nil
}

代理的目的是在目标对象方法的基础上做增强。这种增强本质通常就是对目标对象方法进行拦截和过滤。

2.4 观察者模式

对象间一种一对多的依赖关系,使得每当一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。类图:

示例:

package main

import "fmt"

type Item struct {
    observerList []Observer
    name         string
    inStock      bool
}

func newItem(name string) *Item {
    return &amp;Item{
        name: name,
    }
}
func (i *Item) updateAvailability() {
    fmt.Printf("Item %s is now in stock\n", i.name)
    i.inStock = true
    i.notifyAll()
}
func (i *Item) register(o Observer) {
    i.observerList = append(i.observerList, o)
}

func (i *Item) notifyAll() {
    for _, observer := range i.observerList {
        observer.update(i.name)
    }
}

使用场景,事件多级触发,关联行为,跨系统消息的交换场景,级联通知情况下,运行效率和开发效率可能会有问题。

03Golang 易疏忽规范

3.1 声明

  1. 错误使用 util 命名的包,不容易正常识别功能的用途,导致 util 包越来越臃肿。

  2. slice 的创建使用 var arr []int,初始化切片使用 var s []string 而不是 s := make([]string),初始化,如果确定大小建议使用 make 初始化。

  3. import . 只能用于测试文件,且必须是为了解决循环依赖,才能使用。

3.2 函数定义

  1. 不要通过参数返回数据。
  2. 尽量用 error 表示执行是否成功,而不是用 bool 或者 int。
  3. 多使用指针接收器,尽量避免使用值接收器。

3.3 函数实现

  1. 除0、1、“”不要使用字面量。
  2. if else 通常可以简写为 if return。
  3. 尽量将 if 和变量定义应该放在一行。

bad case:

err := r.updateByAttaIDs(fMd5OneTime, sMd5OneTime)
if err != nil {
  1. 不要添加没必要的空行。
  2. 使用 == "" 判断字符串是否为空。
  3. 通过 %v 打印错误信息,%v 建议加:。
  4. Fail Fast 原则,如果出现失败应该立即返回 error,如果继续处理,则属于特殊情况需要添加注释。

3.4 命名规范

  1. array 和 map 的变量命名时,添加后缀 s。

  2. _, xxx for xxxs 一般要求 xxx 相同。

  3. 正则表达式变量名以 RE 结尾。

  4. 不要用注释删除代码。

  5. TODO 格式:TODO(rtx_name): 什么时间/什么时机,如何解决。19.导出的函数/变量的职责必须与包&文件职责高度一致。

3.5 基本类型

  1. 时间类型尽量使用内置定义,如,time.Second,不要使用 int。
  2. 建议所有不对外开源的工程的 module name 使用 xxxxxx/group/repo ,方便他人直接引用。
  3. 应用服务接口建议有 README.md。

3.6 安全问题

  1. 代码中是否存在 token 密码是否加密。
  2. 日志中是否输出用户敏感信息。
  3. PB 是否开启 validation。
  4. 字符串占位符,如果输入数据来自外部,建议使用 %q 进行安全转义。

04Golang 编码陷阱

4.1 值拷贝

值拷贝是 Go 采取参数传值策略,因次涉及到传值时需要注意。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    x := [3]int{1, 2, 3}

    func(arr [3]int) {
        arr[0] = 7
        fmt.Println(arr)
    }(x)

    fmt.Println(x)  // 1 2 3
}

有人可能会问,我记得我传 map、slice 怎么不会有类似的问题?底层实现本质是指针指向了存储区域,变量代表了这个指针。

4.2 管道操作

管道操作,谨记口诀:“读关闭空值,读写空阻塞,写关闭异常,关闭空、关闭已关闭异常”。个人建议管道除非在一些异步处理的场景建议使用外,其它场景不建议过多使用,有可能会影响代码的可读性。

检测管道关闭示例:

func IsClosed(ch <-chan T) bool {
select {
case <-ch:
return true
default:
}
return false
}

关闭 channel 的原则:我们只应该在发送方关闭,当 channel 只有一个发送方时。

4.3 匿名函数变量捕获

匿名函数捕获的数据是变量的引用,在一些开发的场景中,异步调用函数的输出不符合预期的场景。

type A struct {
id int
}

func main() {
channel := make(chan A, 5)

var wg sync.WaitGroup

wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
for a := range channel {
wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
fmt.Println(a.id) // 输出的数字是无法确定的,输出依赖具体的调度时机。
                // go vet 提示 loop variable a captured by func literal
}()
}

}()

for i := 0; i < 10; i++ {
channel <- A{id:i}
}
close(channel)

wg.Wait()
}

4.4 defer 执行流程

defer 执行流程,第一步 return 执行将结果写入返回值,第二步执行 defer 会被按照先进后出的顺序执行,第三步返回当前结果。示例1:这里返回引用,我们达到了 defer 修改返回值的目的,如果我们这里不是以引用返回会产生什么结果呢?这里需要留意之前说的 Go 里是值拷贝,如果不是引用返回这里返回的是0。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    fmt.Println("c return:", *(c())) // 打印结果为 c return: 2
}

func c() *int {
    var i int
    defer func() {
        i++
        fmt.Println("c defer2:", i) // 打印结果为 c defer: 2
    }()

    defer func() {
        i++
        fmt.Println("c defer1:", i) // 打印结果为 c defer: 1
    }()

    return &amp;i
}

示例2 :实际返回的为1,原因是我们采用了命名返回变量,返回时值的空间已预分配好了。

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println(test())
}

func test() (result int) {
    defer func() {
        result++
    }()

    return 0 // result = 0
    // result++
}

4.5 recover 正确执行方式

recover 函数在 defer 捕获异常时必须在 defer 函数里调用,否则是无效调用。

// 无效
func main() {
    recover()
    panic(1)
}

// 无效
func main() {
    defer recover()
    panic(1)
}

// 无效
func main() {
    defer func() {
        func() { recover() }()
    }()
    panic(1)
}

// 有效
func main() {
    defer func() {
        recover()
    }()
    panic(1)
}

4.6 sync.Mutex 错误传递

sync.Mutex 的拷贝,导致锁失效引发 race condition。传参时我们需要通过指针进行传递。示例:

package main

import (
  "fmt"
  "sync"
  "time"
)

type Container struct {
  sync.Mutex                       // <-- Added a mutex
  counters map[string]int
}

func (c Container) inc(name string) {
  c.Lock()                         // <-- Added locking of the mutex
  defer c.Unlock()
  c.counters[name]++
}

func main() {
  c := Container{counters: map[string]int{"a": 0, "b": 0}}

  doIncrement := func(name string, n int) {
    for i := 0; i < n; i++ {
      c.inc(name)
    }
  }

  go doIncrement("a", 100000)
  go doIncrement("a", 100000)

  // Wait a bit for the goroutines to finish
  time.Sleep(300 * time.Millisecond)
  fmt.Println(c.counters)
}

05Golang 编码相关工具

5.1 go vet

vet 检查 Go 的源码并报告可以的问题,我们可以在提交代码前,或者是在流水线配置 Go 代码的强制检验。

asmdecl      report mismatches between assembly files and Go declarations
assign       check for useless assignments
atomic       check for common mistakes using the sync/atomic package
bools        check for common mistakes involving boolean operators
buildtag     check that +build tags are well-formed and correctly located
cgocall      detect some violations of the cgo pointer passing rules
composites   check for unkeyed composite literals
copylocks    check for locks erroneously passed by value
httpresponse check for mistakes using HTTP responses
loopclosure  check references to loop variables from within nested functions
lostcancel   check cancel func returned by context.WithCancel is called
nilfunc      check for useless comparisons between functions and nil
printf       check consistency of Printf format strings and arguments
shift        check for shifts that equal or exceed the width of the integer
slog         check for incorrect arguments to log/slog functions
stdmethods   check signature of methods of well-known interfaces
structtag    check that struct field tags conform to reflect.StructTag.Get
tests        check for common mistaken usages of tests and examples
unmarshal    report passing non-pointer or non-interface values to unmarshal
unreachable  check for unreachable code
unsafeptr    check for invalid conversions of uintptr to unsafe.Pointer
unusedresult check for unused results of calls to some functions

5.2 goimports

goimports 可以合理地整合整理包的分组,也可以将其纳入到项目流水线当中。

5.3 gofmt

大部分的格式问题可以通过 gofmt 解决, gofmt 自动格式化代码,保证所有的 Go 代码与官方推荐的格式保持一致,于是所有格式有关问题,都以 gofmt 的结果为准。

06如何做好 CR?

CR 的目的是让我们的代码更具有规范、排查出错误、代码设计的统一,从而降低不好代码所带来的误解、重复、错误等问题。无论是 contributor 或者是 codereviewer,都有职责去执行好 CR 的每个环节,这样我们才能写出更好更优秀的代码。

前置工作

  1. 发起人自己先做一次 review。
  2. 做好单测、自测,不要依赖 CodeReview 机制排查问题。
  3. 是否有现成的依赖包、工具、复用的代码使用。
  4. 仓库配置相应的 CodeCC、单测覆盖率检测流水线。

发起 Codereview

  1. 准备好本次 CR 的背景知识,如 TAPD、设计文档等。
  2. COMMIT 里详细介绍本次改动的目的。
  3. 控制规模,一次提交最好能在30分钟内 review 完成。

CodeReviewer

  1. 友好语气。
  2. 认真提出合理的建议与改进方案,是对代码编写者的尊重。
  3. 避免纯主观判断。
  4. 不要高高在上。
  5. 不要吝啬称赞。
  6. 适度容忍、没有必要必须完美。
  7. 无重要的设计、bug 可以先 approve,后续有时间修改。

冲突解决

  1. 寻求第三人评估。
  2. 组内讨论。

07结语

不断重复才是学习的诀窍,只有在实践中不断重复 Golang 编程技巧,我们才有可能成为更好的工程师。最后希望读者能从本篇文章有所收获,知易行难,与君共勉。

-End-

原创作者|刘泽欣

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