Go 1.21.0 | 示例代码

概述

Golang 作为一门现代编程语言，Golang 工具链自身的版本管理一直是缺失的。以至于，有一些第三方 Go 工具链版本管理工具，弥补这一空白，如 gvm。但是 gvm 只是一种外部的传统的 Go 工具链版本管理工具，并没有很好的和 Go 项目进行集成。

在 Go 1.21，Go 终于引入了，工具链版本管理机制。利用该机制和 Go Module、Go Workspace 等深度集成，可以有效的避免之前没有定义的向前兼容的问题。

向前兼容

本文中的编译器和工具链均代指 Go 工具链，不关心两者细微差异。

Golang 的向前兼容（Forward Compatibility）指的是，用旧版的 Go 编译器编译，面向新版本的 Go 代码，是否仍能保证代码编译通过，且运行无误。如：即使 1 年前发布的 Go 编译器，编译今天面向 Go 1.21 的的项目。

显然，基本上任意一门编程语言都可能满足这个需求，因为新的编程语言的能力必然是就得编程语言的超级，除非这个编程语言不发展了，才有这种可能性。而 Go 自身显然是做不到的。

虽然，Go 没有这个能力，在 Go 1.21 之前，Go 并没有对这种情况做强约束。也就是说，某些在 go line 中声明的版本比 go 编译器的版本新，go 编译器不会拒绝编译，仍然会尝试编译，知道遇到当前旧编译器不认识的语法。举个例子，一个 go 1.18 的项目，使用 go 1.17 的编译器编译：

  • 如果项目中没有使用泛型等 go 1.18 新特性，则编译通过。
  • 如果项目使用了泛型等 go 1.18 新特性，则编译不通过，报错是语法错误。

这样的行为很不一致，很让人困惑。另外出现了问题，用户还需要手动安装新版的 Go 编译器。

在 Go 1.21 及其之后， go 编译器通过如下手段解决了这个问题，在默认情况：

  • go 编译器会分析项目依赖树的 go line 中的最大版本。
  • 检查 go 编译器的版本是否大于等于这个 go line 的版本。
    • 如果是，则使用该编译器进行编译。
    • 如果不是，则在系统查找或者网络中下载安装 go line 指定的这个版本的 go 工具链，并之中这个版本的工具链进行编译。

通过如上机制，Go 编译器解决了上述的问题。此外，这个能力相当于在 Go 工具链自身实现了一个 Go 工具链版本管理的能力，但开发者又无需感知工具链版本管理的复杂性，这非常符合 Go 极简的哲学。

上述过程细节参见下文： Go 工具链。

环境准备

上一篇执行过，可以忽略。

目前 Golang 已发布到 1.21.1。但为了方便后续验证，在 Linux amd64 操作系统， 安装 1.21.0 版本。

wget https://go.dev/dl/go1.21.0.linux-amd64.tar.gz
sudo mkdir -p /opt/go
sudo tar -xzvf go1.21.0.linux-amd64.tar.gz -C /opt/go
sudo mv /opt/go/go /opt/go/go1.21.0
echo 'export GOROOT=/opt/go/go1.21.0' >> ~/.bashrc
echo 'export PATH=/opt/go/go1.21.0/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
rm -rf go1.21.0.linux-amd64.tar.gz
go env -w GOPROXY='https://goproxy.cn|direct'

Go 工具链

go line 和 toolchain line

在 Go 1.21 及其之后，如果项目的 go module 的 go line 版本小于其直接或间接依赖的 module 的最大值，进行编译会报错，举例如下：

  • 项目 go line 版本为 go 1.21.0 （示例代码 ./02-gotoolchain/02-goline-old-require-new）
  • 项目依赖的 module 的 go line 版本为 go 1.21.1 （示例代码 ./02-gotoolchain/01-goline-new）

此时，分两种情况讨论：

  • Go 编译器版本为 go1.21.0 时，执行编译（GOTOOLCHAIN=go1.21.0 go run ./）将报错 go: module ../01-goline-new requires go >= 1.21.1 (running go 1.21.0)。
  • Go 编译器版本为 go1.21.1 时，执行编译（GOTOOLCHAIN=go1.21.1 go run ./）将报错 go: updates to go.mod needed; to update it: go mod tidy。
    • 执行 go mod tidy 后， go line 将变更为 go 1.21.1。

总结：在 Go 1.21 及其之后，编译器保证，项目的 go line 版本必须大于等于依赖的 go line 版本（go.work 和 go.mod 均需满足）。

此外，go.mod 或 go.work 中新增了 toolchain <tname> 语法，下文称该语法为 toolchain line，可以用来配置工具链版本，处理逻辑和 go line 类似。

通过 go get go@1.22.1 或 go get toolchain@1.24rc1 可以配置 go.mod 或 go.work 中的 go line 或 toolchain line。

此外，go work use 可会检查 go.work 中的 go line 或 toolchain line。

Go 版本

引入工具链版本管理后，Go 有了两个版本名：go line 版本，go 工具链版本。这两个版本名的规则如下：

  • go line 版本，格式为 1.N.P 或 1.N。
  • go 工具链版本，格式为 go1.N.P-suffix （或 go1.N-suffix go1.21 之前）。

为了兼容，这里有一些小细节是：

  • 在 go1.21 之前，go 工具链版本和 go line 版本可以一一对应。
  • 在 go1.21 及其之后，go line 版本仍然支持 1.N，而 go 工具链版本不再支持 go1.N-suffix 格式。

这连个版本的比较规则如下：

  • go 工具链版本去除前导的 go 和后缀 -suffix，得到 V2； 和 go line 版本 V1 进行比较。
  • 在 Go 1.21 之前，排序规则为： 1.20rc1 < 1.20rc2 < 1.20rc3 < 1.20 < 1.20.1
  • 在 Go 1.21 及其之后，排序规则为： 1.21 < 1.21rc1 < 1.21rc2 < 1.21.0 < 1.21.1 < 1.21.2

也就是说：

  • 在 1.21 之前，go line 声明为 1.N 则只能使用稳定版进行编译。
  • 在 Go 1.21 及其之后，go line 声明为 1.N 可以使用 rc 版进行编译。

GOTOOLCHAIN 配置

在向前兼容章节描述了默认情况下 Go 对工具链的管理，对应的时 GOTOOLCHAIN=auto。

GOTOOLCHAIN 是 go 1.21 新增的一个环境变量，和 GOPROXY 等类似，可以通过 export、go env -w 等方式配置。

该参数控制了 Go 工具链的选择，该变量值的格式有如下几种格式（命令均在 ./02-gotoolchain/01-goline-new 中执行）：

  • local 或 <name>：使用指定的固定 Go 版本，如果该版本小于 go.mod 或 go.work 中声明 （go line 或 toolchain line） 的版本，将报错。如： 运行 GOTOOLCHAIN=local go run ./，将报错 go: go.mod requires go >= 1.21.1 (running go 1.21.0; GOTOOLCHAIN=local)。
  • auto 或 local+auto 或 <name>+auto： go.mod 或 go.work 中声明 （go line 或 toolchain line） 的版本确定工具链的版本（pwd 不再模块或工作空间，将会用 local 或 <name> 作为默认值），依次从 ~/go/pkg/mod/golang.org、GOPROXY 指向的网络位置去查找工具链。
  • local+path 或 <name>+path。go.mod 或 go.work 中声明 （go line 或 toolchain line） 的版本确定工具链的版本（pwd 不再模块或工作空间，将会用 local 或 <name> 作为默认值），从 PATH 环境变量中查找工具链。

总结一下：

  • 强制使用某个固定版本：使用 local 或 <name>。
  • 自动切换推导出的工具链版本（这里前缀的 local 或 <name> 仅表示默认值）：
    • ~/go/pkg/mod/golang.org、GOPROXY 指向的网络位置去查找工具链：auto 或 local+auto 或 <name>+auto。
    • 从系统环境变量 $PATH 中找： local+path 或 <name>+path。。

IDE 集成

VSCode golang (gopls) 已可以正确识别 go line 和 toolchain line 配置的工具链。

参考