为什么说2017年你必须要学习Go了

引用go是未来的服务端语言。 — Tobias Lütke, Shopify 在过去的几年中,Golang逐步流行起来。 还有什么能比一门新语言让码农们疯狂呢? 因此,我开始学习了一段时间golang,在这里我将告诉你为什么你也应该学习这种新语言。 在本文里我不会告诉你怎么写hello world。 我要分析计算机硬件软件的当前阶段,以解释为什么我们需要像Go这样的新语言?

硬件限制
引用摩尔定律正在失效 第一个具有3.0GHz时钟速度的Pentium 4处理器是由英特尔于2004年推出的。 而今天,我的Mackbook Pro 2016的CPU时钟速度为2.9GHz。 可以看到在过去的十年中,CPU处理能力没有太大的进步。 您可以在下面的图表中看到这一点。

从上面的图表可以看出,单线程的性能和处理器的频率在过去的十年内保持平稳。如果你认为添加更多的晶体管是解决方案,那么你错了。这是因为在较小的尺度上一些量子性质开始出现(如隧道,因为它实际上用掉更多的更多的晶体管(为什么?)并且添加晶体管的性价比在下降。 所以制造商开始向处理器添加越来越多的核心。现在我们有四核和八核CPU可用。 同时我们还引入了超线程。还向处理器添加更多缓存以提高性能。 但上述解决方案也有其局限性。我们不能向处理器添加更多的缓存以提高性能,因为缓存具有物理限制:缓存越大,缓存越慢。向处理器添加更多核心也具有成本。此外,这都不能无限扩展。这些多核处理器可以同时运行多个线程,并在纸面上带来并发性。我们稍后将讨论这一问题。 所以,如果我们不能完全依靠硬件的改进来提升性能,更高效的软件也是我们需要考虑的手段。但遗憾的是,现代编程语言并不高效。

Go has goroutines!!
如上所述,硬件制造商正在向处理器添加越来越多的核心以提高性能。使用这些处理器的所有数据中心,在未来几年内核数量将会大大增加。更重要的是,今天的应用程序使用多个微服务来维护数据库连接,消息队列和缓存。因此,我们开发的软件和编程语言应该轻松支持并发性,并且它们应该随着核心数量的增加而轻松扩展。 但是,大多数现代编程语言(如Java,Python等)发明于90年代的单线程环境。当然这并不意味着他们不支持多线程(译者的话Python确实不支持多线程)。大多数编程语言支持多线程。真正的问题来自并发执行和线程锁,竞争条件和死锁。这些东西使得在这些语言上创建多线程应用程序很困难。 例如,在Java中创建新线程会消耗大约1MB的内存堆大小。最终如果你创建了数千个线程,这将对堆内存造成巨大的压力,并将由于内存不足而被操作系统杀死。此外,如果你想在两个或多个线程之间进行通信,也比较困难。 另一方面,Go在2009年发布时,多核处理器已经流行起来。这就是为什么GoLang以并发为第一要务。 Go使用goroutines而不是线程。新建goroutine只使用近2KB的内存,你可以创建数百万goroutine。

当然还有其他的好处:
  • 具有可增长的分段堆。这意味着他们只在需要时才使用更多的内存。
  • Goroutines的启动时间比线程快。
  • Goroutines带有内置的原语,以便在它们之间(channel)安全地通信。
  • Goroutines允许您避免在共享数据结构时使用互斥锁。
  • 此外,goroutines和OS线程不是1:1映射。 单个goroutine可以在多个线程上运行。 Goroutine被复用到少量的OS线程中。
以上几点,使Go非常强大,可以在处理并发(如Java,C和C++)的同时保持代码的优雅(像Earlang)。


Go直接运行在硬件上
使用C,C ++的一个最大的好处是它们的性能比其他现代高级语言(如Java / Python)更强。 因为C / C ++是编译执行而不是解释执行的。 当您使用Java或其他基于JVM的语言构建应用程序时,它将代码编译为字节码,在执行时,JVM解释字节码并将其转换为处理器可以理解的二进制代码。