Go 1.7 相比 Go 1.6 有哪些值得注意的改动？

本系列旨在梳理 Go 的 release notes 与发展史，来更加深入地理解 Go 语言设计的思路。

https://go.dev/doc/go1.7
Go 1.7 值得关注的改动：

• 语言规范微调： 明确了语句列表的终止语句是以“最后一个非空语句”为准，这与编译器 gc 和 gccgo 的现有行为一致，对现有代码没有影响。之前的定义仅指“最终语句”，导致尾随空语句的效果不明确。
  
• 平台支持： 新增了对 macOS 10.12 Sierra 的支持（注意：低于 Go 1.7 构建的二进制文件在 Sierra 上可能无法正常工作）。增加了对 Linux on z Systems (linux/s390x) 的实验性移植。同时更新了对 MIPS64、PowerPC 和 OpenBSD 的支持。
  
• Cgo 改进： 使用 Cgo 的包现在可以包含 Fortran 源文件。新增了 C.CBytes 辅助函数用于 []byte 到 C 的 void* 转换。同时，在配合较新版本的 GCC 或 Clang 时，Cgo 构建的确定性得到了提升。
  
• Context 包： 将 golang.org/x/net/context 包引入标准库，成为 context 包，用于在 API 边界之间传递请求范围的值、取消信号和超时。此变更使得包括 net, net/http, 和 os/exec 在内的标准库包也能利用 context。
  
• HTTP 追踪： 新增 net/http/httptrace 包，提供了在 HTTP 请求内部追踪事件的机制，方便开发者诊断和分析 HTTP 请求的生命周期细节。
  

下面是一些值得展开的讨论：
Cgo 改进：支持 Fortran、新增 C.CBytes 及构建确定性

Go 1.7 对 Cgo (Cgo) 进行了几项改进：

• Fortran 支持：现在，使用 Cgo 的 Go 包可以直接包含 Fortran 语言编写的源文件（.f, .F, .f90, .F90, .f95, .F95）。不过，Go 代码与 Fortran 代码交互时，仍然需要通过 C 语言的 API 作为桥梁。
  
• 新增 C.CBytes 辅助函数：
  

• 之前，如果想把 Go 的 string 传递给 C 函数（通常是 char* 类型），可以使用 C.CString。这个函数会在 C 的内存堆上分配空间，并将 Go 字符串的内容（包括结尾的 \0）复制过去，返回一个 *C.char。开发者需要记得在使用完毕后调用 C.free 来释放这块内存。
  
• Go 1.7 新增了 C.CBytes 函数。它接受一个 Go 的 []byte 切片，返回一个 unsafe.Pointer（对应 C 的 void*）。与 C.CString 不同，C.CBytes 不会 复制数据，而是直接返回指向 Go 切片底层数组的指针。关键在于：这个指针指向的是 Go 的内存，其生命周期由 Go 的垃圾回收器管理。这意味着这个 unsafe.Pointer 通常只在 C 函数调用的短暂期间内有效。C 代码不应该持有这个指针长期使用，因为它指向的内存可能随时被 Go GC 回收或移动。C.CBytes 的主要优势在于避免了内存分配和数据复制，提高了性能，特别适用于 C 函数只需要临时读取 Go 字节数据的场景。
  

下面是一个使用 C.CBytes 的例子：
假设我们有一个 C 函数，它接收一个字节缓冲区和长度：

1. // #include <stdio.h>
2. // #include <string.h>
3. //
4. // void process_data(void* data, size_t len) {
5. //     char buf[100];
6. //     // 注意：这里只是读取数据，并且假设 len 不会超长
7. //     memcpy(buf, data, len < 99 ? len : 99);
8. //     buf[len < 99 ? len : 99] = '\0';
9. //     printf("C received: %s (length: %zu)\n", buf, len);
10. // }
11. import "C"
12. import (
13.     "fmt"
14.     "unsafe"
15. )
17. func main() {
18.     goBytes := []byte("Hello from Go Slice!")
20.     // 将 Go []byte 传递给 C 函数
21.     // C.CBytes 返回 unsafe.Pointer，对应 C 的 void*
22.     // C 函数接收数据指针和长度
23.     C.process_data(C.CBytes(goBytes), C.size_t(len(goBytes)))
25.     fmt.Println("Go function finished.")
27.     // 注意：goBytes 的内存在 Go 中管理，不需要手动 free
28.     // C.CBytes 返回的指针仅在 C.process_data 调用期间保证有效
29. }

复制代码

运行上述 Go 程序（需要 C 编译器环境），C 函数 process_data 将能正确接收并打印 Go 传递过来的字节数据。

• 构建确定性提升：
  

• 在 Go 1.7 之前，使用 Cgo 构建包或二进制文件时，每次构建的结果（二进制内容）可能都不同。这主要是因为构建过程中会涉及到一些临时目录，而这些临时目录的路径会被嵌入到最终的调试信息中。
  
• Go 1.7 利用了较新版本 C 编译器（如 GCC 或 Clang）提供的一个特性：-fdebug-prefix-map 选项。这个选项允许将源码或构建时的路径映射到一个固定的、与环境无关的前缀。当 Go 的构建工具链检测到可用的 C 编译器支持此选项时，就会使用它来处理 Cgo 生成的 C 代码编译过程中的路径信息。
  
• 其结果是，只要输入的 Go 源码、依赖库和构建工具链版本相同，并且使用了支持该选项的 C 编译器，那么重复构建产生的二进制文件内容将是完全一致的。这种 确定性构建 (deterministic builds) 对于依赖二进制文件哈希进行验证、缓存或分发的场景非常重要。
  

Context 包：标准化请求范围管理与取消机制

Go 1.7 最重要的变化之一是将原先位于扩展库 golang.org/x/net/context 的 context 包正式引入标准库。这标志着 Go 语言在处理并发、超时和请求数据传递方面有了统一的、官方推荐的模式。
为什么需要 context？
在典型的 Go 服务器应用中，每个请求通常在一个单独的 协程 (goroutine) 中处理。处理请求的过程中，可能需要启动更多的 goroutine 来访问数据库、调用其他 RPC 服务等。这些为同一个请求工作的 goroutine 集合通常需要共享一些信息，例如：

• 用户的身份标识或授权令牌。
  
• 请求的截止时间 (deadline)。
  
• 一个取消信号，当原始请求被取消（如用户关闭连接）或超时时，所有相关的 goroutine 都应该尽快停止工作，释放资源。
  

context 包就是为了解决这些问题而设计的。它提供了一种在 API 调用链中传递 请求范围的值 (request-scoped values) 、 取消信号 (cancellation signals) 和 截止时间 (deadlines) 的标准方法。
核心接口 context.Context
[code]package contextimport "time"type Context interface {    // Deadline 返回此 Context 被取消的时间，如果没有设置 Deadline，ok 返回 false。    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)    // Done 返回一个 channel，当 Context 被取消或超时时，该 channel 会被关闭。    // 多次调用 Done 会返回同一个 channel。    // 如果 Context 永不取消，Done 可能返回 nil。    Done()