精通Go语言(第2版)

目 录 第1部分 第1章 Go语言和操作系统 3 1.1 Go语言的历史 3 1.2 Go语言的未来 4 1.3 Go语言的优点 4 1.3.1 Go语言是否完美 5 1.3.2 预处理器 5 1.3.3 godoc实用程序 6 1.4 编译Go代码 7 1.5 执行Go代码 8 1.6 两条Go语言规则 8 1.7 下载和使用外部的Go包 10 1.8 UNIX stdin、stdout和stderr 12 1.9 输出结果 12 1.10 使用标准输出 14 1.11 获取用户输入 16 1.11.1 :=和= 16 1.11.2 从标准输入中读取 17 1.11.3 与命令行参数协同工作 18 1.12 错误的输出结果 20 1.13 写入日志文件中 22 1.13.1 日志级别 22 1.13.2 日志工具 23 1.13.3 日志服务器 23 1.13.4 将信息发送至日志文件的Go程序 24 1.13.5 log.Fatal()函数 26 1.13.6 log.Panic()函数 27 1.13.7 写入自定义日志文件中 29 1.13.8 在日志项中输出行号 31 1.14 Go语言中的错误处理机制 32 1.14.1 错误数据类型 33 1.14.2 错误处理机制 35 1.15 使用Docker 37 1.16 练习和链接 42 1.17 本章小结 43 第2章 理解Go语言的内部机制 45 2.1 Go编译器 45 2.2 垃圾收集 47 2.2.1 三色算法 49 2.2.2 Go垃圾收集器的更多内容 52 2.2.3 映射、切片和Go垃圾收集器 53 2.2.4 不安全的代码 57 2.2.5 unsafe包 58 2.2.6 unsafe包的另一个示例 59 2.3 从Go程序中调用C代码 60 2.3.1 利用同一文件从Go程序中调用C代码 60 2.3.2 利用单独的文件从Go程序中调用C代码 61 2.3.3 C代码 61 2.3.4 Go代码 62 2.3.5 混合Go和C代码 63 2.4 从C代码中调用Go函数 64 2.4.1 Go包 65 2.4.2 C代码 66 2.5 defer关键字 67 2.6 panic()和recover()函数 71 2.7 两个方便的UNIX实用程序 74 2.7.1 strace工具 74 2.7.2 dtrace工具 75 2.8 Go环境 76 2.9 go env命令 78 2.10 Go汇编器 79 2.11 节点树 80 2.12 go build的更多内容 86 2.13 生成WebAssembly代码 88 2.13.1 WebAssembly简介 88 2.13.2 WebAssembly的重要性 89 2.13.3 Go和WebAssembly 89 2.13.4 示例 89 2.13.5 使用生成后的WebAssembly代码 90 2.14 一般的Go编码建议 92 2.15 练习和链接 93 2.16 本章小结 93 第3章 处理Go语言中的基本数据类型 95 3.1 数字数据类型 95 3.1.1 整数 96 3.1.2 浮点数 96 3.1.3 复数 96 3.1.4 Go 2中的数字字面值 98 3.2 Go语言中的循环 99 3.2.1 for循环 99 3.2.2 while循环 99 3.2.3 range关键字 100 3.2.4 多种Go循环示例 100 3.3 Go语言中的数组 102 3.3.1 多维数组 102 3.3.2 数组的缺点 105 3.4 Go语言中的切片 105 3.4.1 在切片上执行基本的操作 106 3.4.2 自动扩展 108 3.4.3 字节切片 109 3.4.4 copy()函数 109 3.4.5 多维切片 112 3.4.6 切片的另一个示例 112 3.4.7 利用sort.Slice()函数对切片进行排序 114 3.4.8 向切片中附加一个数组 116 3.5 Go语言中的映射 117 3.5.1 存储至nil映射中 119 3.5.2 何时应使用映射 120 3.6 Go语言中的常量 120 3.7 Go语言中的指针 124 3.8 时间和日期 127 3.8.1 与时间协同工作 128 3.8.2 解析时间 129 3.8.3 与日期协同工作 130 3.8.4 解析日期 130 3.8.5 修改日期和时间格式 132 3.9 度量Go语言中的命令和函数的执行时间 133 3.10 度量Go语言垃圾收集器的操作 135 3.11 Web链接和练习 136 3.12 本章小结 136 第4章 组合类型的使用 137 4.1 关于组合类型 137 4.2 Go语言中的结构 137 4.2.1 指向结构的指针 140 4.2.2 Go语言中的new关键字 142 4.3 Go语言中的元组 142 4.4 Go语言中的正则表达式和模式匹配 144 4.4.1 理论知识简介 144 4.4.2 简单的示例 144 4.4.3 高级示例 147 4.4.4 匹配IPv4地址 150 4.5 Go语言中的字符串 154 4.5.1 rune 156 4.5.2 unicode包 158 4.5.3 strings包 159 4.6 switch语句 163 4.7 计算高精度Pi值 167 4.8 生成Go语言中的键-值存储 170 4.9 Go语言和JSON格式 175 4.9.1 读取JSON数据 175 4.9.2 保存JSON数据 177 4.9.3 使用Marshal()和Unmarshal()函数 179 4.9.4 解析JSON数据 181 4.9.5 Go语言和XML 183 4.9.6 读取XML文件 186 4.9.7 自定义XML格式 188 4.10 Go语言和YAML格式 189 4.11 附加资源 190 4.12 练习和Web链接 190 4.13 本章小结 191 第2部分 第5章 利用数据结构改进Go代码 195 5.1 图和节点 195 5.2 度量算法的复杂度 196 5.3 二叉树 196 5.3.1 实现Go语言中的二叉树 197 5.3.2 二叉树的优点 199 5.4 Go语言中的哈希表 200 5.4.1 实现Go语言中的哈希表 201 5.4.2 实现查找功能 204 5.4.3 哈希表的优点 204 5.5 Go语言中的链表 205 5.5.1 实现Go语言中的链表 206 5.5.2 链表的优点 209 5.6 Go语言中的双向链表 210 5.6.1 实现Go语言中的双向链表 211 5.6.2 双向链表的优点 214 5.7 Go语言中的队列 214 5.8 Go语言中的栈 218 5.9 container包 221 5.9.1 使用container/heap 221 5.9.2 使用container/list 224 5.9.3 使用container/ring 226 5.10 在Go语言中生成随机数 227 5.11 生成安全的随机数 233 5.12 执行矩阵计算 234 5.12.1 矩阵的加法和减法 235 5.12.2 矩阵乘法 237 5.12.3 矩阵的除法 241 5.12.4 计算数组维度 246 5.13 求解数独谜题 247 5.14 附加资源 251 5.15 本章练习 251 5.16 本章小结 252 第6章 Go包和函数 253 6.1 Go包 253 6.2 Go语言中的函数 254 6.2.1 匿名函数 254 6.2.2 返回多个值的函数 255 6.2.3 命名函数的返回值 257 6.2.4 包含指针参数的函数 258 6.2.5 返回指针的函数 259 6.2.6 返回其他函数的函数 260 6.2.7 接收其他函数作为参数的函数 262 6.2.8 可变参数函数 263 6.3 开发自己的Go包 264 6.3.1 编译Go包 266 6.3.2 私有变量和函数 267 6.3.3 init()函数 267 6.4 Go模块 269 6.4.1 创建并使用Go模块 270 6.4.2 使用同一Go模块的不同版本 278 6.4.3 Go模块在Go语言中的存储位置 279 6.4.4 go mod vendor命令 280 6.5 创建较好的Go包 281 6.6 syscall包 282 6.7 go/scanner、go/parser和go/token包 286 6.7.1 go/ast包 287 6.7.2 go/scanner包 287 6.7.3 go/parser包 289 6.7.4 操作示例 292 6.7.5 利用给定的字符串长度查找变量名 293 6.8 文本和HTML模板 298 6.8.1 生成文本输出 299 6.8.2 构建HTML输出结果 301 6.9 附加资源 308 6.10 练习 309 6.11 本章小结 309 第7章 反射和接口 311 7.1 类型方法 311 7.2 Go接口 313 7.3 编写自己的接口 316 7.3.1 使用Go接口 316 7.3.2 使用switch语句和数据类型 318 7.4 反射 320 7.4.1 简单的反射示例 321 7.4.2 高级反射示例 323 7.4.3 反射的缺点 326 7.4.4 reflectwalk库 326 7.5 Go语言中的面向对象编程 329 7.6 Git和GitHub简介 332 7.6.1 使用Git 332 7.6.2 git status命令 333 7.6.3 git pull命令 333 7.6.4 git commit命令 333 7.6.5 git push命令 334 7.6.6 与分支协同工作 334 7.6.7 与文件协同工作 335 7.6.8 .gitignore文件 336 7.6.9 使用git diff命令 336 7.6.10 与标签协同工作 337 7.6.11 git cherry-pick命令 338 7.7 使用Delve进行调试 339 7.8 附加资源 343 7.9 本章练习 344 7.10 本章小结 344 第3部分 第8章 UNIX系统编程 347 8.1 UNIX进程 348 8.2 flag包 348 8.3 viper包 353 8.3.1 简单的viper示例 353 8.3.2 从flag到viper包 354 8.3.3 读取JSON配置文件 356 8.3.4 读取YAML配置文件 358 8.4 cobra包 360 8.4.1 简单的cobra示例 361 8.4.2 创建命令行别名 366 8.5 io.Reader和io.Writer接口 369 8.6 bufio包 369 8.7 读取文本文件 370 8.7.1 逐行读取文本文件 370 8.7.2 逐个单词读取文本文件 372 8.7.3 逐个字符读取文本文件 374 8.7.4 从/dev/random中读取 376 8.8 读取特定的数据量 377 8.9 二进制格式的优点 379 8.10 读取CSV文件 380 8.11 写入文件中 383 8.12 加载和保存磁盘上的数据 386 8.13 再访strings包 389 8.14 bytes包 391 8.15 文件权限 392 8.16 处理UNIX信号 394 8.16.1 处理两个信号 394 8.16.2 处理全部信号 397 8.17 Go语言中的UNIX管道编程 399 8.18 syscall.PtraceRegs 401 8.19 跟踪系统调用 403 8.20 用户ID和组ID 408 8.21 Docker API和Go语言 409 8.22 附加资源 412 8.23 本章练习 413 8.24 本章小结 413 第9章 Go语言中的并发编程—协程、通道和管道 415 9.1 进程、线程和协程 415 9.1.1 Go调度器 416 9.1.2 并发和并行 416 9.2 协程 417 9.2.1 创建一个协程 417 9.2.2 创建多个协程 418 9.3 等待协程结束 420 9.4 通道 424 9.4.1 写入通道 424 9.4.2 从通道中读取数据 426 9.4.3 从关闭的通道中读取 427 9.4.4 作为函数参数的通道 428 9.5 管道 429 9.6 竞态条件 433 9.7 Go语言和Rust语言并发模型的比较 435 9.8 Go语言和Erlang语言并发模型的比较 435 9.9 附加资源 436 9.10 本章练习 436 9.11 本章小结 436 第10章 Go语言的并发性—高级话题 437 10.1 再访Go调度器 437 10.2 select关键字 440 10.3 协程超时 443 10.3.1 协程超时第1部分 443 10.3.2 协程超时第2部分 445 10.4 再访Go通道 447 10.4.1 信号通道 448 10.4.2 缓冲通道 448 10.4.3 nil通道 450 10.4.4 通道的通道 452 10.4.5 指定协程的执行顺序 454 10.4.6 如何使用协程 457 10.5 共享内存和共享变量 458 10.5.1 sync.Mutex类型 458 10.5.2 忘记解锁互斥体 461 10.5.3 sync.RWMutex类型 463 10.5.4 atomic包 466 10.5.5 基于协程的共享内存 468 10.6 重访Go语句 470 10.7 缓存竟态条件 473 10.8 context包 479 10.8.1 context包的高级示例 483 10.8.2 context包的另一个示例 488 10.8.3 worker池 490 10.9 附加资源 494 10.10 本章练习 494 10.11 本章小结 495 第11章 代码测试、优化和分析 497 11.1 优化 498 11.2 优化Go代码 499 11.3 分析Go代码 499 11.3.1 net/http/pprof标准包 499 11.3.2 简单的分析示例 500 11.3.3 方便的外部包 508 11.3.4 Go分析器的Web界面 510 11.4 go tool trace实用程序 514 11.5 测试Go代码 518 11.5.1 针对现有Go代码编写测试 519 11.5.2 测试代码的覆盖率 523 11.6 利用数据库后端测试HTTP服务器 526 11.6.1 testing/quick包 533 11.6.2 测试时间过长或无法结束 537 11.7 Go代码基准测试 540 11.8 简单的基准测试示例 540 11.9 缓冲写入的基准测试 546 11.10 查找程序中不可访问的Go代码 551 11.11 交叉编译 552 11.12 生成示例函数 554 11.13 从Go代码到机器代码 556 11.14 生成Go代码文档 559 11.15 使用Docker镜像 564 11.16 附加资源 566 11.17 本章练习 567 11.18 本章小结 568 第12章 网络编程基础知识 569 12.1 net/http、net和http.RoundTripper 569 12.1.1 http.Response结构 570 12.1.2 http.Request结构 570 12.1.3 http.Transport结构 571 12.2 TCP/IP 572 12.3 IPv4和IPv6 573 12.4 nc(1)命令行实用程序 573 12.5 读取网络接口的配置 574 12.6 在Go语言中执行DNS查找 578 12.6.1 获取域的NS记录 581 12.6.2 获取域的MX记录 582 12.7 在Go语言中创建Web服务器 583 12.7.1 使用atomic包 587 12.7.2 分析一个HTTP服务器 589 12.7.3 创建一个站点 594 12.8 HTTP跟踪机制 604 12.9 在Go语言中创建一个Web客户端 610 12.10 HTTP连接超时 615 12.10.1 SetDeadline()函数 617 12.10.2 在服务器端设置超时时间 618 12.10.3 其他超时方式 620 12.11 Wireshark和tshark工具 621 12.12 gRPC和Go 622 12.12.1 定义接口定义文件 622 12.12.2 gRPC客户端 624 12.12.3 gRPC服务器 626 12.13 附加资源 628 12.14 本章练习 629 12.15 本章练习 630 第13章 网络编程—构建自己的服务器和客户端 631 13.1 与HTTPS流量协同工作 631 13.1.1 生成证书 631 13.1.2 HTTPS客户端 632 13.1.3 简单的HTTPS服务器 634 13.1.4 开发TLS服务器和客户端 636 13.2 net标准包 639 13.3 开发一个TCP客户端 640 13.4 开发一个TCP服务器 643 13.5 开发一个UDP客户端 648 13.6 部署UDP服务器 650 13.7 并发TCP服务器 653 13.8 创建TCP/IP服务器的Docker镜像 663 13.9 远程过程调用（RPC） 665 13.9.1 RPC客户端 666 13.9.2 RPC服务器 667 13.10 底层网络编程 669 13.11 本章资源 677 13.12 本章练习 677 13.13 本章小结 678 第14章 Go语言中的机器学习 679 14.1 计算简单的统计属性 679 14.2 回归 683 14.2.1 线性回归 683 14.2.2 实现线性回归 684 14.2.3 绘制数据 686 14.3 分类 690 14.4 聚类 694 14.5 异常检测 697 14.6 神经网络 700 14.7 离群值分析 702 14.8 与TensorFlow协同工作 705 14.9 与Apache Kafka协同工作 710 14.10 附加资源 715 14.11 本章练习 716 14.12 本章小结 716 14.13 接下来的工作 716