从 Python 切换到 Go 的 9 个理由
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切换到一种新的编程语言通常是一件大事，特别是当团队成员对原始语言有丰富经验时。今年年初， Stream 将其主要编程语言从 Python 切换到了 Go。本文将会解释他们决定从 Python 切换到 Go 的一些原因。
使用 Go 的理由
- 理由 1：性能
Go 非常快。它的性能接近 Java 或 C。Go 的速度比 Python 快 30 倍。
- 理由 2：语言本身的性能很重要
对于许多应用程序而言，编程语言只是应用程序和数据库之间的粘合剂。语言本身的性能通常并不重要。
Stream 是一家 API 提供商，它为 500 家公司和超过 2 亿的最终用户提供了反馈基础设施。多年来，我们一直在优化 Cassandra、PostgreSQL、Redis 等软件的性能，但是现在我们已经达到了我们所使用编程语言的极限。
Python 是一门伟大的语言，但是对于序列化 / 反序列化、排序和聚合等示例，它的性能非常差。我们经常会遇到性能问题，Cassandra 花费 1ms 的时间来检索数据，而 Python 将其转换成对象则需要 10ms 的时间。
- 理由 3：开发人员的效率，而无需太多创新
请看下“如何开始学习 Go ”教程中的如下 Go 代码片段。
type openWeatherMap struct{}
func (w openWeatherMap) temperature(city string) (float64, error) {
resp, err := http.Get("http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?APPID=YOUR_API_KEY&q=" + city)
if err != nil {
return 0, err
}
defer resp.Body.Close()
var d struct {
Main struct {
Kelvin float64 `json:"temp"`
} `json:"main"`
}
if err := json.NewDecoder(resp.Body).Decode(&d); err != nil {
return 0, err
}
log.Printf("openWeatherMap: %s: %.2f", city, d.Main.Kelvin)
return d.Main.Kelvin, nil
}如果你刚开始学习 Go，阅读这段代码不会有太多惊喜。它演示了赋值、数据结构、指针、格式化和内置的 HTTP 库。
从我首次接触编程开始，我总是喜欢使用 Python 的高级特性。Python 使我们能从正在编写的代码中获得很好的想法。例如，我们可以：
- 初始化代码时，使用元类（MetaClasses）自己注册类
- 切换“True”和“False”
- 将一个函数添加到内置函数列表中
- 通过魔术方法（Magic Method）重载运算符
这些特性非常有趣，但是，大多数程序员都认为这会增加阅读他人代码的难度。
Go 会迫使我们使用最基本的东西，这使得阅读他人代码变得更容易。
注：当然，“容易”取决于具体的项目。如果只是创建一个基本的 CRUD API，我仍然建议使用 Django& DRF 或 Rails。
- 理由 4 ：并发和通道
作为一门编程语言，Go 总是尽可能地保持简单。它没有引入太多的新概念，因为它的目标是创建一门易于使用的编程语言。它唯一具有创新性的地方是 Goroutines（go 协程）和 Channels（通道）。Goroutines 是 Go 的轻量级线程解决方案，而 Channels 是与 Goss 交互的首选方式。
Goroutines 非常轻量，仅需要几千字节的额外内存。而且由于 Goroutine 如此轻量，因此可以同时运行数百甚至数千个 Goroutine。
我们可以使用 Channels 在 Goroutines 之间进行通信。Go 运行时处理所有的内部复杂性。基于 Goroutines 和 Channels 的并发方案使应用程序能够轻松使用所有可用的 CPU 内核并处理并发 IoO，而无需进行复杂的开发。与 Python/Java 相比，在 Goroutines 上运行函数只需要很少的固定代码。我们只需要使用关键字“go”调用函数即可：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func say(s string) {
for i := 0; i < 5; i++ {
time.Sleep(100 * time.Millisecond)
fmt.Println(s)
}
}
func main() {
go say("world")
say("hello")
}https://tour.golang.org/concurrency/1
Go 的并发解决方案非常易于使用。与开发人员必须密切关注异步代码处理方式的 Node 相比，这是一个非常有趣的方案。
Go 并发的另一个关注点是竞态检测。它使应用程序能够很容易地知道异步代码中是否存在任何竞态条件。
以下是一些学习 Go 和 Channels 的重要资源：
https://gobyexample.com/channels
https://tour.golang.org/concurrency/2
http://guzalexander.com/2013/12/06/golang-channels-tutorial.html
https://www.golang-book.com/books/intro/10
https://www.goinggo.net/2014/02/the-nature-of-channels-in-go.html
https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/222642/are-go-langs-goroutine-pools-just-green-threads
- 理由 5：编译速度快
用 Go 编写的最大的微服务项目只需 6 秒就可以编译完成。与 Java 和 C 等语言的龟速（turtle-speed）编译相比，Go 的极快编译速度是它的主要生产力。
- 理由 6：组件团队的能力
让我们从这些数据开始：Go 的开发人员没有 C 和 Java 的开发人员多。根据 StackOverflow 的统计，有 38％的开发人员使用 Java，19.3％的开发人员使用 C，但只有 4.6％的开发人员使用 Go。GitHub 数据也显示出了类似的趋势：Go 比 Erlang、Scala 和 Elixir 等语言使用得更广泛，但不如 Java 和 C 那么流行。
幸运的是，Go 是一门非常简单易学的语言。它只提供了我们需要的基本功能，而没有提供其他附加功能。它引入了一些新概念，例如“ defer ”声明和内置的“go routines”以及 Channels 并发管理等。团队中的任何 Python、Elixir、C、Scala 或 Java 开发人员都可以在一个月内学习会怎么使用 Go 编程，因为 Go 非常简单。
与其他语言相比，我们发现建立 Go 开发团队更加容易。如果我们在竞争激烈的环境中（例如在博尔德和阿姆斯特丹）招聘，这是一个非常重要的优势。
- 理由 7：强大的生态系统
生态系统对于我们这样规模的团队（大约 20 人）来说非常重要。如果你不得不重新设计所有的功能，你就不能为你的客户创造价值。Go 为我们经常使用的工具提供了强大的支持。例如，Redis、RabbitMQ、PostgreSQL、模板解析、任务调度、表达式解析和 DBRocks 都可以使用现有的库。
与其他新语言（例如 Rust 或 Elixir）相比，Go 具有巨大的生态系统优势。尽管它不能与 Java、Python 或 Node 相提并论，但是我们是可以找到许多能够满足基本需求的高质量软件包。
- 理由 8：Gofmt，强制代码格式化
Gofmt 是一个优秀的命令行程序，它内置于 Go 编译器中，可用于格式化代码。在功能方面，它类似于 Python 的 autopep 8。我们大多数人都不喜欢争论制表符（tabs）和空格（spaces），但格式化的目标始终是一致的，实际的格式标准则无关紧要。Gofmt 以一种形式化的方式来格式化代码，以避免所有这些争论。
- 理由 9：gRPC 以及 Protocol Buffers
Go 为 Protocol Buffers 和 gRPC 提供了一流的支持。它将这两个工具完美地结合在一起，构建了一个通过 RPC 进行通信的微服务。我们只需编写一个定义了 RPC 调用及其参数的清单文件，服务端和客户端就可以据此自动生成适当的代码了。这不仅速度快，而且网络占用空间小，使用起来更方便。
其他语言（如 C、Java、Python 和 Ruby）中的客户端代码也可以基于相同的清单文件生成。这样，就不会与内部 REST 接口发生冲突了，而且我们也不必每次都编写几乎相同的客户端和服务端代码。
使用 Golang 的缺点
- 缺点 1 ：缺乏框架
Go 不像 Ruby 的 Rails、Python 或 Django 或 PHP 的 Laravel，它没有一个主要的框架。这个话题在 Go 社区引起了激烈的争论，许多人认为不应该使用现有的框架来启动项目。在某些情况下，我完全同意这一点。但是，如果我们想要构建一个简单的 CRUD API，那么使用 Django/DJRF、Rails Laravel 或 Phoenix 则会更简单。
- 缺点 2：错误处理
Go 通过简单地从函数中返回错误的形式来处理错误。尽管这种方案是可行的，但是它很容易失去错误的范围，从而很难向用户提供有价值的错误信息。错误包可以通过返回错误的上下文和错误堆栈来解决该问题。
还有一个问题，那就是它很容易忘记去处理错误。尽管诸如 errcheck 和 megacheck 之类的静态分析工具可以避免这些错误，但这始终并不完善。也许我们应该期待一种语言级别的错误处理方案。
- 缺点 3：包管理
Go 的包管理并不完善。默认情况下，它无法指定依赖项的特定版本，也无法创建可重用的构建方案。Python、Node 和 Ruby 都有更好的包管理系统。但是，如果能使用正确的工具，Go 的包管理也可以变得更简单。
我们可以使用 Dep 来管理指定固定版本的依赖项。此外，我们还提供了一个名为 VirtualGo 的开源工具，用于多项目管理。
Python vs Go
我们做了一个有趣的实验，用 Go 重写了原来由 Python 编写的 feed 流。请看一下该排序方法的示例：
{
"functions": {
"simple_gauss": {
"base": "decay_gauss",
"scale": "5d",
"offset": "1d",
"decay": "0.3"
},
"popularity_gauss": {
"base": "decay_gauss",
"scale": "100",
"offset": "5",
"decay": "0.5"
}
},
"defaults": {
"popularity": 1
},
"score": "simple_gauss(time)*popularity"
}Python 和 Go 的代码都需要执行如下操作来支持此排序方法：
1.解析分数表达式，将“simple_gauss”转换为函数，输入活动并输出分数
2.通过 JSON 配置创建函数。例如，我们想要“simple_gauss”在 scale 为 5 天、offset 为 1 天、factor 为 0.3 时调用“decay_gauss”。
3.当字段没有值时，解析“defaults”配置并采用默认值。
4.从步骤 1 开始使用该函数，对 feed 中的所有活动进行评分。
开发 Python 版的排序（Sort ）代码花了大约三天的时间，其中包括代码编写、单元测试和文档编写。接下来，我们花了大约 2 周的时间来优化代码。其中一种优化方法是将分数表达式 simple_gauss(time)*popularity 转换为抽象语法树。我们还实现了可用于预测分数的缓存逻辑。
相比之下，开发此代码的 Go 版花了大约四天的时间，并且在后期不需要进一步地优化性能。因此，尽管 Python 最初的开发速度更快，但是 Go 版最终需要的工作量更少。另一个优势是，Go 代码比我们高度优化的 Python 代码还要快 40 倍。
当然，这只是说明我们切换到 Go 后性能提升的一个简单示例：
- 排序代码是我用 Go 编写的第一个项目。
- Go 代码是在 Python 代码之后编写的，因此对项目的理解更加深入。
- Go 的表达式解析库的质量更高
你的经历可能会有所不同。与 Python 相比，使用 Go 构建系统中的某些其他组件需要花费更多的时间。通常，编写 Go 代码需要付出更多的努力。但是，优化代码性能所需的时间会更少。
Elixir vs Go
我们想要评估的另一种语言是 Elixir 。Elixir 是一门建立在 Erlang 虚拟机上的引人入胜的语言。我之所以这么说，是因为我们的一个项目团队非常精通该语言。
出于这个原因，我们注意到 Go 的原始性能更好。Go 和 Elixir 都能支持数千个并发请求。但是，如果我们查看单个请求的性能，Go 要快得多。我们选择 Go 的另一个原因是它的生态系统。对于我们需要的组件来说，Go 具有更成熟的库，而 Elixir 尚不适合用于生产。同时，也很难招聘到 Elixir 开发人员或对开发人员进行 Elixir 培训。
结 论
Go 是一种性能非常高的语言，并且它对并发的支持非常强大。它差不多与 C 和 Java 一样快了。尽管 Go 的编译速度比 Python 或 Ruby 慢，但我们可以节省出大量的优化代码时间。
Go 对于新手而言具有庞大的生态系统，它易于学习使用，具有超高的性能，并且对并发有强大的支持，此外，它还具有非常高效的开发环境。这些特性使 Go 成为开发人员最合适的选择。
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原文发布时间：2020-04-19
本文作者：Shiv McIntyre
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