Go1.19 那些事：國(guó)產(chǎn)芯片、內(nèi)存模型等新特性，你知道多少？
大家好，我是煎魚(yú)。
感覺(jué)時(shí)間過(guò)得很快，Go1.18 發(fā)布沒(méi)太久，泛型還在風(fēng)風(fēng)火火，看了看上次的投票結(jié)果，絕大部分同學(xué)還沒(méi)有在生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)用泛型。
這不，Go1.19 Beta1 已經(jīng)正式發(fā)布了。今天就由煎魚(yú)和大家圍觀《Go 1.19 Release Notes[1]》中一些有意思的特性。
內(nèi)存模型
Go 的內(nèi)存模型已被修訂，以使 Go 與 C、C++、Java、JavaScript、Rust 和 Swift 使用的內(nèi)存模型保持一致。Go 只提供順序一致的原子學(xué)，而不是其他語(yǔ)言中的任何更寬松的形式。
另外隨著內(nèi)存模型的更新，Go1.19 在 sync/atomic 包中引入了新的類型，使之更容易使用原子值，如 atomic.Int64 和 atomic.Pointer[T]。
文檔做了以下具體的修改：
- 記錄 Go 的整體內(nèi)存模型描述。
- 記錄 multiword 競(jìng)態(tài)會(huì)導(dǎo)致崩潰的情況。
- 記錄 runtime.SetFinalizer 的 happens-before。
- 記錄（或鏈接）更多同步類型的發(fā)生前。
- 記錄同步/原子的發(fā)生時(shí)間，匹配 C++ 的順序一致的原子（以及Java、JavaScript、Rust、Swift、C...）。
- 記錄不允許的編譯器優(yōu)化。
這個(gè)只是 “修訂”，是改了文檔和定義，并不涉及內(nèi)存模型的代碼變更。
文檔規(guī)范
Russ Cox 在提案《Proposal: go/doc: headings, lists, and links in Go doc comments[5]》中，增加了對(duì)文檔注釋中的鏈接、列表和更清晰的標(biāo)題的支持。
Go 1.19 文檔已經(jīng)發(fā)生了變化。如下：
舊（左）與新（右）的對(duì)比圖。
手動(dòng)貼鏈接變可跳轉(zhuǎn)：
手動(dòng)分行變成無(wú)序列表區(qū)分：
這算是 Go 文檔從遠(yuǎn)古時(shí)代到新 Markdown 的一個(gè)大升級(jí)了。
構(gòu)建約束
從 Go1.19 起，構(gòu)建約束 unix 現(xiàn)在可以在 //go:build 行中被識(shí)別，能夠起到配套的約束作用。
如下格式：
//go:build unix
需要注意的是，在 1.19 版本中，如果 GOOS 是 aix、android、darwin、dragonfly、freebsd、hurd、illumos、ios、linux、netbsd、openbsd 或 solaris 中的一種，也是滿足 unix 約束的。
龍芯架構(gòu)
龍芯（Loongson）是由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所、龍芯中科、神州龍芯等機(jī)構(gòu)、公司所設(shè)計(jì)的一系列各種芯片（包括通用中央處理器、SoC、微控制器、芯片組等）。
在 Go 1.19 起增加了對(duì) Linux 上 Loongson 64 位架構(gòu)的支持（GOOS=linux，GOARCH=loong64）。
前段時(shí)間還看到龍芯中科，在科創(chuàng)板上市，成國(guó)產(chǎn) CPU 第一股。國(guó)產(chǎn)芯片走進(jìn) Go 語(yǔ)言，應(yīng)該也是國(guó)人推進(jìn)的，太強(qiáng)了！
競(jìng)態(tài)檢測(cè)
Go 的競(jìng)態(tài)資源檢測(cè)（race detector）已經(jīng)發(fā)布到 v3 版本了，將會(huì)跟隨 Go1.19 一起上線到生產(chǎn)可用。
與 v2 版相比，新版本的 race detector 在性能上快 1.5 倍到 2 倍，使用一半的內(nèi)存，并且支持無(wú)限數(shù)量的 goroutine。
注：windows/amd64 和 openbsd/amd64 暫未支持。
Switch 性能提高
Go 編譯器現(xiàn)在使用 jump table[6] 來(lái)實(shí)現(xiàn)大型整數(shù)和字符串類型的 swicth 語(yǔ)句。switch 語(yǔ)句的性能改進(jìn)各不相同，但可以快 20% 左右。
注：本次僅涉及 GOARCH=amd64 和 GOARCH=arm64 的變更。
運(yùn)行時(shí)
堆內(nèi)存限制
新版本的 Go 增加了 runtime.SetMemoryLimit 函數(shù)和 GOMEMLIMIT 環(huán)境變量。
關(guān)注到 runtime.SetMemoryLimit 函數(shù)為運(yùn)行時(shí)提供了一個(gè)內(nèi)存的軟限制。
函數(shù)簽名為：
func SetMemoryLimit(limit int64) int64
有了這個(gè)內(nèi)存的軟限制后，Go 運(yùn)行時(shí)將會(huì)遵守這個(gè)內(nèi)存限制，行為包括：調(diào)整垃圾回收的頻率、更積極地將內(nèi)存返回到底層系統(tǒng)等，來(lái)維持這個(gè)軟內(nèi)存的限制。
另外即使 GOGC=off（或者是執(zhí)行了 SetGCPercent(-1) 函數(shù)），也會(huì)遵守軟內(nèi)存的限制。
有了內(nèi)存軟限制，一般場(chǎng)景下，可以有效的防止由于堆內(nèi)存分配過(guò)多，導(dǎo)致 Go 進(jìn)程超出系統(tǒng)內(nèi)存資源的最大被 KILL 的場(chǎng)景。
一個(gè)漏網(wǎng)之魚(yú)，是限制不了的。那就是它不包括：Go 二進(jìn)制使用的空間和 Go 外部的內(nèi)存，例如：由底層系統(tǒng)代表進(jìn)程管理的內(nèi)存，或由同一進(jìn)程中的非 Go 代碼管理的內(nèi)存（CGO）。
Goroutine 堆棧
新版本中 Go 運(yùn)行時(shí)將根據(jù) goroutine 的歷史平均堆棧使用率來(lái)分配初始 goroutine 堆棧（大霧，太壞了，Go 面試題的題目答案又要改了...）。
可以有效避免一些不必要的堆棧增長(zhǎng)和復(fù)制，在低于平均水平的情況下，能節(jié)省最多 2 倍的空間浪費(fèi)。
這是一個(gè)比較細(xì)致的優(yōu)化點(diǎn)了。
泛型改進(jìn)
Go1.19 還在不斷地完善泛型的路上，這次變更來(lái)自規(guī)范《spec: adjust scope of type parameters declared by method receivers[7]》，涉及到的是對(duì)方法聲明中類型參數(shù)的范圍做了一個(gè)非常小的修正。
原有描述：
The scope of an identifier denoting a type parameter of a function or declared by a method receiver is the function body and all parameter lists of the function.
修訂描述：
The scope of an identifier denoting a type parameter of a function or declared by a method receiver starts after the function name and ends at the end of the function body.
在 Go1.18 時(shí)，以下泛型代碼會(huì)提示錯(cuò)誤：
type T[T any] struct {}
func (T[T]) m() {} // error: T is not a generic type
在新版本（1.19 起）將會(huì)正確支持，不會(huì)發(fā)生編譯錯(cuò)誤。
其他的泛型進(jìn)度來(lái)講，還是在修修補(bǔ)補(bǔ)：
有待繼續(xù)觀察。
總結(jié)
在本次 Go1.19 的新版本更新中，新特性是比較少的。其中主要的原因還是泛型的各項(xiàng)工作給 Go 團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了不少的工作量。
今年也陸續(xù)有個(gè)別大佬離開(kāi)，所以整體可用于其他新特性的時(shí)間就比較少了。
這個(gè)版本可以認(rèn)為是小版本，填了一些小 “坑” 了，國(guó)內(nèi)個(gè)別面試題的答案也會(huì)因此有所改變了。
參考資料
[1]Go 1.19 Release Notes: https://tip.golang.org/doc/go1.19
[2]Hardware Memory Models: https://research.swtch.com/hwmm
[3]Programming Language Memory Models: https://research.swtch.com/plmm
[4]Updating the Go Memory Model: https://research.swtch.com/gomm
[5]Proposal: go/doc: headings, lists, and links in Go doc comments: https://github.com/golang/proposal/blob/master/design/51082-godocfmt.md
[6]jump table: https://en.wikipedia.org/wiki/Branch_table
[7]spec: adjust scope of type parameters declared by method receivers: https://github.com/golang/go/issues/52038
