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作者 | 張聞闐

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前言
2022 年 3 月 15 日,Google 發(fā)布了萬眾矚目的 Golang 1.18,帶來了好幾個重大的新特性,包括:
- 解決本地同時開發(fā)多個倉庫帶來的一些問題的工作區(qū)(Workspace)
- 能夠自動探測代碼分支,隨機生成輸入,并且檢查代碼是否會 panic 的模糊測試(Fuzzing Test)
- 眾多開發(fā)者盼星星盼月亮終于等到的泛型支持。
本文將簡單講述這三個特性的相關內容。
Go 工作區(qū)模式(Go Workspace Mode)
現(xiàn)實的情況
多倉庫同時開發(fā)
在實際的開發(fā)工作中,我們經常會同時修改存在依賴關系的多個 module,例如在某個 service 模塊上實現(xiàn)需求的同時,也需要對項目組的某個 common 模塊做出修改,整個的工作流就會變成下面這樣:
可以看到,每次修改 Common 庫,都需要將代碼 push 到遠端,然后再修改本地 service 倉庫的依賴,再通過 go mod tidy 從遠端拉取 Common 代碼,不可謂不麻煩。
有些同學可能會問了,這種情況,在 service 倉庫的 go.mod 中添加一條 replace 不就能夠解決嗎?
但是,如果在 go.mod 中使用 replace,在維護上需要付出額外的心智成本,萬一將帶有 replace 的 go.mod 推到遠端代碼庫了,其他同學不就一臉懵逼了?
多個新倉庫開始開發(fā)
假設此時我正在開發(fā)兩個新的模塊,分別是:
code.byted.org/SomeNewProject/Common
code.byted.org/SomeNewProject/MyService
并且 MyService 依賴于 Common。
在開發(fā)過程中,出于各種原因,有可能不會立即將代碼推送到遠端,那么此時假設我需要本地編譯 MyService,就會出現(xiàn) go build(或者 go mod tidy)自動下載依賴失敗,因為此時 Common 庫根本就沒有發(fā)布到代碼庫中。
出于和上述“多倉庫同時開發(fā)”相同的理由,replace 也不應該被添加到 MyService 的 go.mod 文件中。
工作區(qū)模式是什么
Go 工作區(qū)模式最早出現(xiàn)于 Go 開發(fā)者 Michael Matloob 在 2021 年 4 月提出的一個名為“Multi-Module Workspaces in cmd/go”的提案。
這個提案中提出,新增一個 go.work 文件,并且在這個文件中指定一系列的本地路徑,這些本地路徑下的 go module 共同構成一個工作區(qū)(workspace),go 命令可以操作這些路徑下的 go module,在編譯時也會優(yōu)先使用這些 go module。
使用如下命令就可以初始化一個工作區(qū),并且生成一個空的 go.work 文件:
go work init .
新生成的 go.work 文件內容如下:
go 1.18
directory ./.
go.work 文件中,directory 指示了工作區(qū)的各個 module 目錄,在編譯代碼時,會優(yōu)先使用同一個 workspace 下的 module。
在 go.work 中,也支持使用 replace 來指定使用本地代碼庫,但在大多數(shù)情況下,更好的做法是將依賴的本地代碼庫的路徑加入 directory 中。
推薦的使用方法
因為 go.work 描述的是本地的工作區(qū),所以也是不能提交到遠端代碼庫的,雖然可以在.gitignore 中加入這個文件,但是最推薦的做法還是在本地代碼庫的上層目錄使用 go.work。
例如上述的“多個新倉庫開始開發(fā)”的例子,假設我的兩個倉庫的本地路徑分別是:
/Users/bytedance/dev/my_new_project/common
/Users/bytedance/dev/my_new_project/my_service
那么我就可以在“/Users/bytedance/dev/my_new_project”目錄下生成一個如下內容的 go.work:
/Users/bytedance/dev/my_new_project/go.work:
go 1.18
directory (
./common
./my_service
)
在上層目錄放置 go.work,也可以將多個目錄組織成一個 workspace,并且由于上層目錄本身不受 git 管理,所以也不用去管 gitignore 之類的問題,是比較省心的方式。
使用時的注意點
目前(go 1.18)僅 go build 會對 go.work 做出判斷,而 go mod tidy 并不 care Go 工作區(qū)。
Go 模糊測試(Go Fuzzing Test)
為什么 Golang 要支持模糊測試
從 1.18 起,模糊測試(Fuzzing Test)作為語言安全的一環(huán),加入了 Golang 的 testing 標準庫。Golang 加入模糊測試的原因非常明顯:安全是程序員在構建軟件的過程中必不可少且日益重要的考量因素。
Golang 至今為止,已經在保障語言安全方面提供了很多的特性和工具,例如強制使用顯式類型轉換、禁止隱式類型轉換、對數(shù)組與切片的越界訪問檢查、通過 go.sum 對依賴包進行哈希校驗等等。
在進入云原生時代之后,Golang 成為了云原生基礎設施與服務的頭部語言之一。這些系統(tǒng)對安全性的要求自然不言而喻。尤其是針對用戶的輸入,不被用戶的輸入弄出處理異常、崩潰、被操控是對這些系統(tǒng)的基本要求之一。
這就要求我們的系統(tǒng)在處理任何用戶輸入的時候都能保持穩(wěn)定,但是傳統(tǒng)的質量保障手段,例如 Code Review、靜態(tài)分析、人工測試、Unit Test 等等,在面對日益復雜的系統(tǒng)時,自然就無法窮盡所有可能的輸入組合,尤其是一些非常不明顯的 corner case。
而模糊測試就是業(yè)界在解決這方面問題的優(yōu)秀實踐之一,Golang 選擇支持它也就不難理解了。
模糊測試是什么
模糊測試是一種通過數(shù)據(jù)構造引擎,輔以開發(fā)者可以提供的一些初始數(shù)據(jù),自動構造出一些隨機數(shù)據(jù),作為對程序的輸入來進行測試的一種方式。模糊測試可以幫助開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)難以發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定性、邏輯性甚至是安全性方面的錯誤,特別是當被測系統(tǒng)變得更加復雜時。
模糊測試在具體的實現(xiàn)上,通??梢圆灰蕾囉陂_發(fā)測試人員定義好的數(shù)據(jù)集,取而代之的則是一組通過數(shù)據(jù)構造引擎自行構造的一系列隨機數(shù)據(jù)。模糊測試會將這些數(shù)據(jù)作為輸入提供給待測程序,并且監(jiān)測程序是否出現(xiàn) panic、斷言失敗、無限循環(huán),或者其他什么異常情況。這些通過數(shù)據(jù)構造引擎生成的數(shù)據(jù)被稱為語料(corpus)。另外模糊測試其實也是一種持續(xù)測試的手段,因為如果不限制執(zhí)行的次數(shù)或者執(zhí)行的最大時間,它就會一直不停的執(zhí)行下去。
Golang 的模糊測試由于被實現(xiàn)在了編譯器工具鏈中,所以采用了一種名為“覆蓋率引導的 fuzzing”的入參生成技術,大致運行過程如下:
Golang 的模糊測試如何使用
Golang 的模糊測試在使用時,可以簡單地直接使用,也可以自己提供一些初始的語料。
最簡單的實踐例子
模糊測試的函數(shù)也是放在 xxx_test.go 里的,編寫一個最簡單的模糊測試例子(明顯的除 0 錯誤):
package main
import "testing"
import "fmt"
func FuzzDiv(f *testing.F) {
f.Fuzz(func(t *testing.T, a, b int) {
fmt.Println(a/b)
})
}
可以看到類似于單元測試,模糊測試的函數(shù)名都是 FuzzXxx 格式,且接受一個 testing.F 指針對象。
然后在函數(shù)中使用 f.Fuzz 對指定的函數(shù)進行模糊測試,被測試的函數(shù)的第一個參數(shù)必須是“*testing.T”類型,后面可以跟任意多個基本類型的參數(shù)。
編寫完成之后,使用這樣的命令來啟動模糊測試:
go test -fuzz .
模糊測試默認會一直進行下去,只要被測試的函數(shù)不 panic 不出錯。可以通過“-fuzztime”選項來限制模糊測試的時間:
go test -fuzztime 10s -fuzz .
使用模糊測試對上述代碼進行測試時,會碰到產生 panic 的情況,此時模糊測試會輸出如下信息:
warning: starting with empty corpus
fuzz: elapsed: 0s, execs: 0 (0/sec), new interesting: 0 (total: 0)
fuzz: elapsed: 0s, execs: 1 (65/sec), new interesting: 0 (total: 0)
--- FAIL: FuzzDiv (0.02s)
--- FAIL: FuzzDiv (0.00s)
testing.go:1349: panic: runtime error: integer divide by zero
goroutine 11 [running]:
runtime/debug.Stack()
/Users/bytedance/.mytools/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x90
testing.tRunner.func1()
/Users/bytedance/.mytools/go/src/testing/testing.go:1349 +0x1f2
panic({0x1196b80, 0x12e3140})
/Users/bytedance/.mytools/go/src/runtime/panic.go:838 +0x207
mydev/fuzz.FuzzDiv.func1(0x0?, 0x0?, 0x0?)
/Users/bytedance/Documents/dev_test/fuzz/main_test.go:8 +0x8c
reflect.Value.call({0x11932a0?, 0x11cbf68?, 0x13?}, {0x11be123, 0x4}, {0xc000010420, 0x3, 0x4?})
/Users/bytedance/.mytools/go/src/reflect/value.go:556 +0x845
reflect.Value.Call({0x11932a0?, 0x11cbf68?, 0x514?}, {0xc000010420, 0x3, 0x4})
/Users/bytedance/.mytools/go/src/reflect/value.go:339 +0xbf
testing.(*F).Fuzz.func1.1(0x0?)
/Users/bytedance/.mytools/go/src/testing/fuzz.go:337 +0x231
testing.tRunner(0xc000003a00, 0xc00007e3f0)
/Users/bytedance/.mytools/go/src/testing/testing.go:1439 +0x102
created by testing.(*F).Fuzz.func1
/Users/bytedance/.mytools/go/src/testing/fuzz.go:324 +0x5b8
Failing input written to testdata/fuzz/FuzzDiv/2058e4e611665fa289e5c0098bad841a6785bf79d30e47b96d8abcb0745a061c
To re-run:
go test -run=FuzzDiv/2058e4e611665fa289e5c0098bad841a6785bf79d30e47b96d8abcb0745a061c
FAIL
exit status 1
FAIL mydev/fuzz 0.059s
其中的:
Failing input written to testdata/fuzz/FuzzDiv/2058e4e611665fa289e5c0098bad841a6785bf79d30e47b96d8abcb0745a061c
這一行表示模糊測試將出現(xiàn) panic 的測試入參保存到了這個文件里面,此時嘗試輸出這個文件的內容:
go test fuzz v1
int(-60)
int(0)
就可以看到引發(fā) panic 的入參,此時我們就可以根據(jù)入參檢查我們的代碼是哪里有問題。當然,這個簡單的例子就是故意寫了個除 0 錯誤。
提供自定義語料
Golang 的模糊測試還允許開發(fā)者自行提供初始語料,初始語料可以通過“f.Add”方法提供,也可以將語料以上面的“Failing input”相同的格式,寫入“testdata/fuzz/FuzzXXX/自定義語料文件名”中。
使用時的注意點
目前 Golang 的模糊測試僅支持被測試的函數(shù)使用這些類型的參數(shù):
[]byte, string, bool, byte, rune, float32, float64,
int, int8, int16, int32, int64, uint, uint8, uint16, uint32, uint64
根據(jù)標準庫的文檔描述,更多的類型支持會在以后加入。
Go 的泛型
Golang 在 1.18 中終于加入了對泛型的支持,有了泛型之后,我們可以這樣寫一些公共庫的代碼:
舊代碼(反射):
func IsContainCommon(val interface{}, array interface{}) bool {
switch reflect.TypeOf(array).Kind() {
case reflect.Slice:
lst := reflect.ValueOf(array)
for index := 0; index < lst.Len(); index++ {
if reflect.DeepEqual(val, lst.Index(index).Interface()) {
return true
}
}
}
return false
}新代碼(泛型):
func IsContainCommon[T any](val T, array []T) bool {
for _, item := range array {
if reflect.DeepEqual(val, item) {
return true
}
}
return false
}泛型在 Golang 中增加了三個新的重要特性:
- 在定義函數(shù)和類型時,支持使用類型參數(shù)(Type parameters)
- 將接口(interface)重新定義為“類型的集合”
- 泛型支持類型推導
下面逐個對這些內容進行簡單說明。
類型參數(shù)(Type Parameters)
現(xiàn)在在定義函數(shù)和類型時,支持使用“類型參數(shù)”,類型參數(shù)的列表和函數(shù)參數(shù)列表很相似,只不過它使用的是方括號:
func Min[T constraints.Ordered](x, y T) T {
if x < y {
return x
}
return y
}上述的代碼中,給 Min 函數(shù)定義了一個參數(shù)類型 T,這很類似于 C++中的“template < typename T > ”,只不過在 Golang 中,可以為這種參數(shù)類型指定它需要滿足的“約束”。在這個例子中,使用的“約束”是“constraints.Ordered”。
然后就可以按照如下方式,使用這個函數(shù)了:
x := Min[int](1, 2)
y := Min[float64](1.1, 2.2)
為泛型函數(shù)指定類型參數(shù)的過程叫做“實例化(Instantiation)”,也可以將實例化后的函數(shù)保存成為函數(shù)對象,并且進一步使用:
f := Min[int64] // 這一步保存了一個實例化的函數(shù)對象
n := f(123, 456)
同樣的,自定義的類型也支持泛型:
type TreeNode[T interface{}] struct {
left, right *TreeNode[T]
value T
}
func (t *TreeNode[T]) Find(x T) { ... }
var myBinaryTree TreeNode[int]如上述代碼,struct 類型在使用泛型時,支持自己的成員變量和自己持有同樣的泛型類型。
類型集合(Type Sets)
下面稍微深入的講一下上述例子提到的“約束”。上文的例子中的“int”“float64”“int64”在實例化時,實際上是被作為“參數(shù)”傳遞給了“類型參數(shù)列表”,即上文例子中的“[T constraints.Ordered]”。
就像傳遞普通參數(shù)需要校驗參數(shù)的類型一樣,傳遞類型參數(shù)時也需要對被傳遞的類型參數(shù)進行校驗,檢查被傳遞的類型是否滿足要求。
例如上文例子中,使用“int”“float64”“int64”這幾個類型對 Min 函數(shù)進行實例化時,編譯器都會檢查這些參數(shù)是否滿足“constraints.Ordered”這個約束。而這個約束描述了所有可以使用“<”進行比較的類型的集合,這個約束本身也是一個 interface。
在 Go 的泛型中,類型約束必須是一種 interface,而“傳統(tǒng)”的 Golang 中對 interface 的定義是“一個接口定義了一組方法集合”,任何實現(xiàn)了這組方法集合的類型都實現(xiàn)了這個 interface:
不過這里就出現(xiàn)了一個問題:“<”的比較顯然不是一個方法(Go 當中不存在 C++的運算符重載),而描述了這個約束的 constraints.Ordered 自身的確也是一個 interface。
所以從 1.18 開始,Golang 將 Interface 重新定義為“一組類型的集合”,按照以前對 interface 的看法,也可以將一個 interface 看成是“所有實現(xiàn)了這個 interface 的方法集合的類型所構成的集合”:
其實兩種看法殊途同歸,但是后者顯然可以更靈活,直接將一組具體類型指定成一個 interface,即使這些類型沒有任何的方法。
例如在 1.18 中,可以這樣定義一個 interface:
type MyInterface interface {
int|bool|string
}這樣的定義表示 int/bool/string 都可以被當作 MyInterface 進行使用。
那么回到 constraints.Ordered,它的定義實際上是:
type Ordered interface {
Integer|Float|~string
}
type Float interface {
~float32|~float64
}
type Integer interface {
Signed|Unsigned
}
type Signed interface {
~int|~int8|~int16|~int32|~int64
}
type Unsigned interface {
~uint|~uint8|~uint16|~uint32|~uint64
}其中前置的“~”符號表示“任何底層類型是后面所跟著的類型的類型”,例如:
type MyString string
這樣定義的 MyString 是可以滿足“~string”的類型約束的。
類型推導(Type Inference)
最后,所有支持泛型的語言都會有的類型推導自然也不會缺席。類型推導功能可以允許使用者在調用泛型函數(shù)時,無需指定所有的類型參數(shù)。例如下面這個函數(shù):
// 將F類型的slice變換為T類型的slice
// 關鍵字 any 等同于 interface{}
func Map[F, T any](src []F, f func(F) T) []T {
ret := make([]T, 0, len(src))
for _, item := range src {
ret = append(ret, f(item))
}
return ret
}
在使用時可以這樣:
var myConv := func(i int)string {return fmt.Sprint(i)}
var src []int
var dest []string
dest = Map[int, string](src, myConv) // 明確指定F和T的類型
dest = Map[int](src, myConv) // 僅指定F的類型,T的類型交由編譯器推導
dest = Map(src, myConv) // 完全不指定類型,F(xiàn)和T都交由編譯器推導泛型函數(shù)在使用時,可以不指定具體的類型參數(shù),也可以僅指定類型參數(shù)列表左邊的部分類型。當自動的類型推導失敗時,編譯器會報錯。
Golang 泛型中的類型推導主要分為兩大部分:
- 函數(shù)參數(shù)類型推導:通過函數(shù)的入參,對類型參數(shù)對應的具體類型進行推導。
- 約束類型推導:通過已知具體類型的類型參數(shù),來推斷出未知類型參數(shù)的具體類型。
而這兩種類型推導,都依賴一種名為“類型統(tǒng)一化(Type Unification)”的技術。
類型統(tǒng)一化(Type Unification)
類型統(tǒng)一化是對兩個類型進行比較,這兩個類型有可能本身是一個類型參數(shù),也有可能包含一個類型參數(shù)。
比較的過程是對這兩個類型的“結構”進行對比,并且要求被比較的兩個類型滿足下列條件:
- 剔除類型參數(shù)后,兩個類型的“結構”必須能夠匹配
- 剔除類型參數(shù)后,結構中剩余的具體類型必須相同
- 如果兩者均不含類型參數(shù),那么兩者的類型必須完全相同,或者底層數(shù)據(jù)類型完全相同
這里說的“結構”,指的是類型定義中的 slice、map、function 等等,以及它們之間的任意嵌套。
滿足這幾個條件時,類型統(tǒng)一性對比才算做成功,編譯器才能進一步對類型參數(shù)進行推測,例如:
如果我們此時有“T1”、“T2”兩個類型參數(shù),那么“[]map[int]bool”可以匹配如下類型:
[]map[int]bool // 它本身
T1 // T1被推斷為 []map[int]bool
[]T1 // T1被推斷為 map[int]bool
[]map[T1]T2 // T1被推斷為 int, T2被推斷為 bool
作為反例,“[]map[int]bool”顯然無法匹配這些類型:
int
struct{}
[]struct{}
[]map[T1]string
// etc...
函數(shù)參數(shù)類型推導(Function Argument Type Inference)
函數(shù)參數(shù)類型推導,顧名思義是在泛型函數(shù)被調用時,如果沒有被完全指定所有的類型參數(shù),那么編譯器就會根據(jù)函數(shù)實際入參的類型,對類型參數(shù)所對應的具體類型進行推導,例如本文最開始的 Min 函數(shù):
func Min[T constraints.Ordered](x, y T) T {
if x < y {
return x
}
return y
}
ans := Min(1, 2) // 此時類型參數(shù)T被推導為int和其他支持泛型的語言一樣,Golang 的函數(shù)參數(shù)類型推導只支持“能夠從入參推導的類型參數(shù)”,如果類型參數(shù)用于標記返回類型,那么在使用時必須明確指定類型參數(shù):
func MyFunc[T1, T2, T3 any](x T1) T2 {
// ...
var x T3
// ...
}
ans := MyFunc[int, bool, string](123) // 需要手動指定類似這樣的函數(shù),部分的類型參數(shù)僅出現(xiàn)在返回值當中(或者僅出現(xiàn)在函數(shù)體中,不作為入參或出參出現(xiàn)),就無法使用函數(shù)參數(shù)類型推導,而必須明確手動指定類型。
推導算法與示例
還是拿 Min 函數(shù)作為例子,講解一下函數(shù)參數(shù)類型推導的過程:
func Min[T constraints.Ordered](x, y T) T {
if x < y {
return x
}
return y
}先來看看第一種情況:
Min(1, 2)
此時兩個入參均為無類型字面值常量,所以第一輪的類型統(tǒng)一化被跳過,且入參的具體類型沒有被確定,此時編譯器嘗試使用兩個參數(shù)的默認類型 int,由于兩個入參在函數(shù)定義處的類型都是“T”,且兩者都使用默認類型 int,所以此時 T 被成功推斷為 int。
然后來看第二種情況:
Min(1, int64(2))
此時第二個參數(shù)有一個明確的類型 int64,所以在第一輪的類型統(tǒng)一化中,T 被推斷為 int64,且在嘗試為第一輪漏掉的第一個參數(shù)“1”確定類型時,由于“1”是一個合法的 int64 類型值,所以 T 被成功推斷為 int64。
再來看第三種情況:
Min(1.5, int64(2))
此時第二個參數(shù)有一個明確的類型 int64,所以在第一輪的類型統(tǒng)一化中,T 被推斷為 int64,且在嘗試為第一輪漏掉的第一個參數(shù)“1.5”確定類型時,由于“1.5”不是一個合法的 int64 類型值,類型推導失敗,此時編譯器報錯。
最后看第四種情況:
Min(1, 2.5)
和第一種情況類似,第一輪的類型統(tǒng)一化被跳過,且兩個入參的具體類型沒有被確定,此時編譯器開始嘗試使用默認類型。兩個參數(shù)的默認類型分別是 int 和 float64,由于在類型推導中,同一個類型參數(shù) T 只能被確定為一種類型,所以此時類型推導也會失敗。
約束類型推導(Constraints Type Inference)
約束類型推導是 Golang 泛型的另一個強大武器,它可以允許編譯器通過一個類型參數(shù)來推導另一個類型參數(shù)的具體類型,也可以通過使用類型參數(shù)來保存調用者的類型信息。
約束類型推導可以允許使用其他類型參數(shù)來為某個類型參數(shù)指定約束,這類約束被稱為“結構化約束”,這種約束定義了類型參數(shù)必須滿足的數(shù)據(jù)結構,例如:
// 將一個整數(shù)slice中的每個元素都x2后返回
func DoubleSlice[S ~[]E, E constraints.Integer](slice S) S {
ret := make(S, 0, len(slice))
for _, item := range slice {
ret = append(ret, item + item)
}
return ret
}
在這個函數(shù)的定義中,“~[]E”就是一個簡寫的對 S 的結構化約束,其完整寫法應是“interface{~[]E}”,即以類型集合的方式來定義的 interface,且其中只包含一種定義“~[]E”,意為“底層數(shù)據(jù)類型是[]E 的所有類型”。
注意,一個合法的結構化約束所對應的類型集合,應該滿足下列任意一個條件:
- 類型集合中只包含一種類型
- 類型集合中所有類型的底層數(shù)據(jù)類型均完全相同
在這個例子中,S 使用的結構化約束中,所有滿足約束的類型的底層數(shù)據(jù)類型均為[]E,所以是一個合法的結構化約束。
當存在無法通過函數(shù)參數(shù)類型推導確定具體類型的類型參數(shù),且類型參數(shù)列表中包含結構化約束時,編譯器會嘗試進行約束類型推導。
推導算法與示例
簡單的例子
結合我們剛才的例子“DoubleSlice”函數(shù),講一下約束類型推導的具體過程:
type MySlice []int
ans := DoubleSlice(MySlice{1, 2, 3})
在這個調用中,首先執(zhí)行的是普通的函數(shù)參數(shù)類型推導,這一步會得到一個這樣的推導結果:
S => MySlice
此時編譯器發(fā)現(xiàn),還有一個類型參數(shù) E 沒有被推導,且當前存在一個使用結構化約束的類型參數(shù) S,此時開始約束類型推導。
首先需要尋找已經完成類型推導的類型參數(shù),在這個例子里是 S,它的類型已經被推導出是 MySlice。
然后會將 S 的實際類型“MySlice”,與 S 的結構化約束“~[]E”進行類型統(tǒng)一化,由于 MySlice 的底層類型是[]int,所以結構化匹配之后,得到了這樣的匹配結果:
E => int
此時所有的類型參數(shù)都已經被推斷,且符合各自的約束,類型推導結束。
一個更復雜的例子
假設有這樣一個函數(shù):
func SomeComplicatedMethod[S ~[]M, M ~map[K]V, K comparable, V any](s S) {
// comparable 是一個內置的約束,表示所有可以使用 == != 運算符的類型
}然后我們這樣去調用它:
SomeComplicatedMethod([]map[string]int{})編譯時產生的類型推導過程如下,首先是函數(shù)參數(shù)類型推導的結果:
S => []map[string]int
然后對 S 使用約束類型推導,對比 []map[string]int 和 ~[]M,得到:
M => map[string]int
再繼續(xù)對 M 使用約束類型推導,對比 map[string]int 和 ~map[K]V,得到:
K => string
V => int
至此類型推導成功完成。
使用約束類型推導保存類型信息
約束類型推導的另一個作用就是,它能夠保存調用者的原始參數(shù)的類型信息。
還是以這一節(jié)的“DoubleSlice”函數(shù)做例子,假設我們現(xiàn)在實現(xiàn)一個更加“簡單”的版本:
func DoubleSliceSimple[E constraints.Integer](slice []E) []E {
ret := make([]E, 0, len(slice))
for _, item := range slice {
ret = append(ret, item + item)
}
return ret
}這個版本只有一個類型參數(shù) E。此時我們按照之前的方式去調用它:
type MySlice []int
ans := DoubleSliceSimple(MySlice{1, 2, 3}) // ans 的類型是 []int !!!
此時的類型推導僅僅是最基礎的函數(shù)參數(shù)類型推導,編譯器會對 MySlice 和[]E 直接做結構化比較,得出 E 的實際類型是 int 的結論。
此時 DoubleSliceSimple 這個函數(shù)返回的類型是[]E,也就是[]int,而不是調用者傳入的 MySlice。而之前的 DoubleSlice 函數(shù),通過定義了一個使用結構化約束的類型參數(shù) S,并且直接用 S 去匹配入參的類型,且返回值類型也是 S,就可以保留調用者的原始參數(shù)類型。
泛型的使用局限
目前 Golang 泛型依然還有不少的局限,幾個主要的局限點包括:
- 成員函數(shù)無法使用泛型
- 不能使用沒在約束定義中指定的方法,即使類型集合里所有的類型都實現(xiàn)了該方法
- 不能使用成員變量,即使類型集合里所有的類型都擁有該成員
下面分別舉例:
成員函數(shù)無法使用泛型
type MyStruct[T any] struct {
// ...
}
func (s *MyStruct[T]) Method[T2 any](param T2) { // 錯誤:成員函數(shù)無法使用泛型
// ...
}在這個例子中,MyStruct[T]的成員函數(shù) Method 定義了一個只屬于自己的函數(shù)參數(shù) T2,然而這樣的操作目前是不被編譯器支持的(今后也很可能不會支持)。
無法使用約束定義之外的方法
type MyType1 struct {
// ...
}
func (t MyType1) Method() {}
type MyType2 struct {
// ...
}
func (t MyType2) Method() {}
type MyConstraint interface {
MyType1 | MyType2
}
func MyFunc[T MyConstraint](t T) {
t.Method() // 錯誤:MyConstraint 不包含 .Method() 方法
}這個例子中,MyConstraint 集合中的兩個成員 MyType1 和 MyType2 盡管都實現(xiàn)了.Method()函數(shù),但是也無法直接在泛型函數(shù)中調用。
如果需要調用,則應該將 MyConstraint 改寫為如下形式:
type MyConstraint interface {
MyType1 | MyType2
Method()
}無法使用成員變量
type MyType1 struct {
Name string
}
type MyType2 struct {
Name string
}
type MyConstraint interface {
MyType1 | MyType2
}
func MyFunc[T MyConstraint](t T) {
fmt.Println(t.Name) // 錯誤:MyConstraint 不包含 .Name 成員
}在這個例子當中,雖然 MyType1 和 MyType2 都包含了一個 Name 成員,且類型都是 string,也依然無法以任何方式在泛型函數(shù)當中直接使用。
因為類型約束本身是一個 interface,而 interface 的定義中只能包含類型集合,以及成員函數(shù)列表。
總結
Golang 1.18 帶來了上述三個非常重要的新特性,其中:
- 工作區(qū)模式可以讓本地開發(fā)的工作流更加順暢。
- 模糊測試可以發(fā)現(xiàn)一些邊邊角角的情況,提升代碼的魯棒性。
- 泛型可以讓一些公共庫的代碼更加優(yōu)雅,避免像以前一樣,為了“通用性”不得不采用反射的方式,不僅寫起來難寫,讀起來難受,還增加了運行期的開銷,因為反射是運行時的動態(tài)信息,而泛型是編譯期的靜態(tài)信息。
本文也是簡單講了這幾方面的內容,希望能讓大家對 Golang 中的這些新玩意兒有一個基本的了解。
參考文獻
- https://go.dev/blog/go1.18
- https://go.dev/blog/intro-generics
- https://go.googlesource.com/proposal/+/refs/heads/master/design/43651-type-parameters.md
- https://go.dev/blog/get-familiar-with-workspaces
- https://go.dev/doc/tutorial/fuzz
- https://tonybai.com/2021/12/01/first-class-fuzzing-in-go-1-18/?
文章名稱:Go 1.18 的那些事——工作區(qū)、模糊測試、泛型
URL地址:http://www.dlmjj.cn/article/dpigece.html


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