为什么我们从 Python 切换到 Go

2019 年 5 月 14 日更新，以更好地反映过去 2 年对 Go 的改进（包管理、更好的性能、更快的编译时间和更成熟的生态系统）切换到新语言始终是一大步，尤其是当您的团队成员只有一个时有该语言的先前经验。今年年初，我们将Stream 的主要编程语言从 Python 切换到了 Go。这篇文章将解释我们决定放弃 Python 并转向 Go 的一些原因。感谢Ren Sakamoto翻译了为什么我们从 Python 切换到 Go 成日语，なぜ私达は Python から Go に移行したのか。

原因 1 - 性能

Go很快！Go 非常快。性能类似于 Java 或 C++。对于我们的用例，Go 通常比 Python 快 40 倍。这是一个比较Go 和 Python的小型基准测试游戏。

原因 2 - 语言表现很重要

对于许多应用程序来说，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。然而，Stream 是一个API 提供商，为 700 家公司和超过 5 亿最终用户提供 feeds和聊天平台。多年来，我们一直在优化 Cassandra、PostgreSQL、Redis 等，但最终，您会达到所使用语言的极限。Python 是一门很棒的语言，但对于序列化/反序列化、排名和聚合等用例，它的性能相当缓慢。我们经常遇到性能问题，Cassandra 需要 1 毫秒来检索数据，而 Python 会花费接下来的 10 毫秒将其转换为对象。

原因 3 - 开发人员的生产力和没有太有创意

看看我如何开始 Go 教程中的一小段 Go 代码。（这是一个很棒的教程，也是学习 Go 的一个很好的起点。）

          

          package main
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
}

如果您是 Go 新手，那么在阅读那个小代码片段时不会有太多让您感到惊讶的事情。它展示了多个赋值、数据结构、指针、格式和一个内置的 HTTP 库。当我第一次开始编程时，我一直喜欢使用 Python 更高级的功能。Python 允许您在编写代码时获得相当的创意。例如，您可以：

在代码初始化时使用 MetaClasses 自注册类
交换真假
将函数添加到内置函数列表
通过魔术方法重载运算符
通过 @property 装饰器将函数用作属性

这些功能玩起来很有趣，但是，正如大多数程序员会同意的那样，在阅读别人的作品时，它们通常会使代码更难理解。Go 迫使你坚持基础。这使得阅读任何人的代码并立即了解发生了什么变得非常容易。注意：当然，它实际上有多“容易”取决于您的用例。如果你想创建一个基本的 CRUD API，我仍然推荐 Django + DRF或 Rails。

原因 4 - 并发和通道

作为一门语言，Go 试图让事情变得简单。它没有引入许多新概念。重点是创建一种非常快速且易于使用的简单语言。它唯一具有创新性的领域是 goroutine 和通道。（100% 正确CSP的概念始于 1977 年，所以这项创新更多是对旧思想的一种新方法。）Goroutines 是 Go 的轻量级线程方法，通道是 goroutines 之间通信的首选方式。Goroutines 的创建非常便宜，并且只需要几 KB 的额外内存。因为 Goroutine 非常轻量，所以有可能同时运行数百甚至数千个。您可以使用通道在 goroutine 之间进行通信。Go 运行时处理所有复杂性。goroutines 和基于通道的并发方法使得使用所有可用的 CPU 内核和处理并发 IO 变得非常容易——所有这些都不会使开发复杂化。与 Python/Java 相比，在 goroutine 上运行函数需要最少的样板代码。您只需在函数调用前加上关键字“go”：


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 的并发方法很容易使用。与 Node 相比，这是一种有趣的方法，开发人员必须密切关注异步代码的处理方式。Go 中并发的另一个重要方面是竞争检测器。这样可以很容易地确定异步代码中是否存在任何竞争条件。

Knock knock Race condition Who's there？

- 我是开发者 (amiamdevloper) 2013 年 11 月 11 日

以下是开始使用 Go 和频道的一些很好的资源：

原因 5 - 快速编译时间

我们目前用 Go 编写的最大的微服务编译需要 4 秒。与以编译速度慢而闻名的 Java 和 C++ 等语言相比，Go 的快速编译时间是一项重大的生产力胜利。我喜欢剑术，但在我还记得代码应该做什么的同时完成事情会更好：

理由 6 - 建立团队的能力

首先，让我们从显而易见的开始：与 C++ 和 Java 等旧语言相比，Go 开发人员的数量并不多。根据StackOverflow的数据，38%的开发人员知道 Java，19.3%的人知道 C++，只有4.6%的人知道 Go。GitHub 数据显示了类似的趋势：Go 比 Erlang、Scala 和 Elixir 等语言使用更广泛，但不如 Java 和 C++ 流行。幸运的是，Go 是一种非常简单易学的语言。它提供了您需要的基本功能，仅此而已。它引入的新概念是“延迟”声明和内置的并发管理与“goroutines”和通道。（对于纯粹主义者来说：Go 并不是第一种实现这些概念的语言，只是第一种使它们流行起来的语言。）任何加入团队的 Python、Elixir、C++、Scala 或 Java 开发人员都可以在一个月内在 Go 上发挥作用，因为它的简单性。与许多其他语言相比，我们发现组建 Go 开发人员团队更容易。如果您在博尔德和阿姆斯特丹等竞争激烈的生态系统中招聘人员，这是一项重要的优势。

理由 7 - 强大的生态系统

对于我们这样规模的团队（约 20 人）来说，生态系统很重要。如果您必须重新发明每一个小功能，您根本无法为您的客户创造价值。Go 对我们使用的工具有很好的支持。实体库已经可用于 Redis、RabbitMQ、PostgreSQL、模板解析、任务调度、表达式解析和 RocksDB。与 Rust 或 Elixir 等其他较新的语言相比，Go 的生态系统是一个重大胜利。它当然不如 Java、Python 或 Node 之类的语言好，但它很可靠，而且对于许多基本需求，你会发现已经有高质量的包可用。

原因 8 - Gofmt，强制代码格式化

让我们从什么是 Gofmt 开始？不，这不是一个发誓的话。Gofmt 是一个很棒的命令行实用程序，内置在 Go 编译器中，用于格式化代码。就功能而言，它与 Python 的 autopep8 非常相似。尽管《硅谷》的节目以其他方式描绘，但我们大多数人并不真正喜欢争论制表符与空格。格式的一致性很重要，但实际的格式标准并不那么重要。Gofmt 通过使用一种正式的方式来格式化您的代码来避免所有这些讨论。

原因 9 - gRPC 和协议缓冲区

Go 对协议缓冲区和 gRPC 具有一流的支持。这两个工具非常适合构建需要通过 RPC 通信的微服务。您只需要编写一个清单，在其中定义可以进行的 RPC 调用以及它们采用的参数。然后从这个清单中自动生成服务器和客户端代码。生成的代码既快速又具有非常小的网络占用空间并且易于使用。从同一个清单中，您甚至可以为许多不同的语言生成客户端代码，例如 C++、Java、Python 和 Ruby。因此，内部流量不再有模棱两可的 REST 端点，您每次都必须编写几乎相同的客户端和服务器代码。.

缺点1 - 缺乏框架

Go 没有像 Rails 用于 Ruby、Django 用于 Python 或 Laravel 用于 PHP 那样的单一主导框架。这是 Go 社区内激烈争论的话题，因为许多人主张你不应该一开始就使用框架。我完全同意这对于某些用例是正确的。但是，如果有人想构建一个简单的 CRUD API，他们将更容易使用 Django/DJRF、Rails Laravel 或Phoenix。更新：正如评论所指出的，有几个项目为 Go 提供了框架。Revel , Iris , Echo , Macaron和Buffalo似乎是主要的竞争者。对于 Stream 的用例，我们更喜欢不使用框架。然而，对于许多希望提供简单 CRUD API 的新项目来说，缺乏主导框架将是一个严重的劣势。

缺点 2 - 错误处理

Go 通过简单地从函数返回错误并期望调用代码来处理错误（或将其返回到调用堆栈）来处理错误。虽然这种方法有效，但很容易失去问题的范围，以确保您可以向用户提供有意义的错误。错误包通过允许您向错误添加上下文和堆栈跟踪来解决此问题。另一个问题是很容易忘记处理错误。像 errcheck 和 megacheck 这样的静态分析工具可以方便地避免犯这些错误。虽然这些变通办法效果很好，但感觉不太对劲。您希望该语言支持正确的错误处理。

缺点 3 - 包管理

更新：自写这篇文章以来，Go 的包管理已经取得了长足的进步。Go 模块是一个有效的解决方案，我看到的唯一问题是它们破坏了一些静态分析工具，如 errcheck。这是一个使用 Go modules学习使用 Go 的教程。 Go 的包管理绝不是完美的。默认情况下，它无法指定特定版本的依赖项，也无法创建可重现的构建。Python、Node 和 Ruby 都有更好的包管理系统。但是，使用正确的工具，Go 的包管理工作得很好。您可以使用Dep来管理您的依赖项，以允许指定和固定版本。除此之外，我们还贡献了一个名为的开源工具VirtualGo，它可以更轻松地处理用 Go 编写的多个项目。

Python 与Go

更新：自写这篇文章以来，Python 和 Go 之间的性能差异增加了。（Go 变得更快，而 Python 没有）我们进行的一个有趣的实验是在 Python 中使用我们的排名提要功能并在 Go 中重写它。看看这个排名方法的例子：

            


{
"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 代码都需要执行以下操作来支持这种排名方法：

解析分数的表达式。在这种情况下，我们希望将字符串“simple_gauss(time)*popularity”转换为一个函数，该函数将活动作为输入并返回分数作为输出。
基于 JSON 配置创建部分函数。例如，我们希望“simple_gauss”调用“decay_gauss”，尺度为 5 天，偏移量为 1 天，衰减因子为 0.3。
解析“默认”配置，以便在未在活动上定义某个字段时进行备用。
使用步骤 1 中的函数对提要中的所有活动进行评分。

开发 Python 版本的排名代码大约花了 3 天时间。这包括编写代码、单元测试和文档。接下来，我们花了大约 2 周的时间优化代码。其中一项优化是将分数表达式 (simple_gauss(time)*popularity) 转换为抽象语法树. 我们还实现了缓存逻辑，可以在未来的特定时间预先计算分数。相比之下，开发此代码的 Go 版本大约需要 4 天时间。性能不需要任何进一步的优化。因此，虽然 Python 的最初开发速度更快，但基于 Go 的版本最终需要我们团队的工作量大大减少。另外一个好处是，Go 代码的执行速度比我们高度优化的 Python 代码快大约 40 倍。现在，这只是我们通过切换到 Go 体验到的性能提升的一个示例。当然，这是将苹果与橙子进行比较：

排名代码是我在 Go 中的第一个项目
Go 代码是在 Python 代码之后构建的，所以用例更好理解
用于表达式解析的 Go 库具有卓越的品质

您的里程会有所不同。与 Python 相比，我们系统的其他一些组件在 Go 中构建所需的时间要多得多。作为一个总体趋势，我们看到开发Go 代码需要更多的努力。但是，我们花更少的时间优化代码以提高性能。

Elixir vs Go - 亚军

我们评估的另一种语言是Elixir. Elixir 建立在 Erlang 虚拟机之上。这是一种迷人的语言，我们之所以考虑它，是因为我们的一名团队成员在 Erlang 方面拥有丰富的经验。对于我们的用例，我们注意到 Go 的原始性能要好得多。Go 和 Elixir 都可以很好地服务数千个并发请求。但是，如果您查看单个请求的性能，Go 对于我们的用例来说要快得多。我们选择 Go 而不是 Elixir 的另一个原因是生态系统。对于我们需要的组件，Go 有更成熟的库，而在许多情况下，Elixir 库还没有准备好用于生产环境。培训/寻找开发人员使用 Elixir 也更加困难。这些原因使天平向 Go 倾斜。Elixir 的 Phoenix 框架看起来很棒，绝对值得一看。

结论

Go 是一种非常高性能的语言，对并发有很好的支持。它几乎与 C++ 和 Java 等语言一样快。虽然与 Python 或 Ruby 相比，使用 Go 构建东西确实需要更多时间，但您将节省大量用于优化代码的时间。我们在Stream有一个小型开发团队，为超过 5 亿最终用户提供动力和聊天。Go 结合了强大的生态系统、新开发人员的轻松入门、快速的性能、对并发的可靠支持和高效的编程环境，使其成为一个不错的选择。Stream 仍然在我们的仪表板、站点和机器学习中利用 Python 来提供个性化的订阅源. 我们不会很快与 Python 说再见，但今后所有性能密集型代码都将使用 Go 编写。我们新的聊天 API也完全用 Go 编写。如果您想了解有关 Go 的更多信息，请查看下面列出的博客文章。要了解有关 Stream 的更多信息，这个交互式教程是一个很好的起点。