通过SSA的解释执行窥探Golang编译之一角 丁尔男 武汉航天远景 产品总监 凹语言 联合发起人 PLOC 联合发起人 目 录 Golang 编译流程简介 01 SSA 解释执行 02 基于 SSA 的应用 03 Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 （带语义信息） 静态单赋值 目标代码 Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 （带语义信息） 静态单赋值 目标代码 1 + 2 * 3 *ast.BinaryExpr (+) *ast.BasicLit 1 : INT *ast.BinaryExpr (*) *ast.BasicLit 2 : INT * ast.BasicLit 3 : INT Golang 编译流程简介 01-AST Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 （带语义信息） 静态单赋值 目标代码 语义分析，涉及的包： • go/types 功能： • 类型检查和推导，如： v := "a" + 1 • 确定标识符的引用关系，如： var g = 42 func main() { g := "Hello GoCN!" println(g) } Golang 编译流程简介

目录 1 目录 第0章：关于《Go语言101》 - 为什么写这本书 第1章：致谢 第2章：Go语言简介 - 为什么Go语言值得学习 第3章：Go官方工具链 - 如何编译和运行Go程序 Go编程入门 第4章：程序源代码基本元素介绍 第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 略微反直觉，甚至自相矛盾。 Go 语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当的Go编程经验和感悟 才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运行时在 实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编程带来了许多 便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装隐藏了这些类型的内 部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为带来了一些障碍。 极的学习态度的Go新手程序员可以在一年内精通Go编程。 那你觉得Go的卖点是什么呢？ 我个人的观点是，做为一门静态语言，Go却和很多动态脚本语言一样得灵活是Go的 主要卖点。 节省内存、程序启动快、代码执行速度快和编译速度快合在一块儿是Go的另一个主 要卖点。 虽然这三项是C家族语言的共同特征，但是在Web开发领域，很少有语言同 时拥有这四个特征。 事实上，这就是我当初从Java转到Go进行Web开发的原因。

"2") // 编译时不检查，运行时找不到实现，崩溃 参数化多态（Parametric Polymorphism）根据实参类型生成不同的版本 ，支持任意数量的 调用。即泛型 func Add(a, b T) T{ return a+b } Add(1, 2) // 编译器生成 T = int 的 Add Add(float64(1.0), 2.0) // 编译器生成 T = = float64 的 Add Add("1", "2") // 编译器生成 T = string 的 Add 2020 © Changkun Ou · Go 夜读 · Go 2 Generics? A (P)review 泛型做到了什么接口做不到的事情？ 5 当使用 interface{} 时，a、b、返回值都可以在运行时表现为不同类型，取决于内部 实现如何对参数进行断言： 类型参数施加了这一强制性保障： func Max(a, b T) T { ... } // T 是类型参数 泛型的总体目标就是：快且安全。在 这里： 快 意味着静态类型 安全 意味着编译早期的错误甄别 泛型的早期设计 Early Designs on Generics 2020 © Changkun Ou · Go 夜读 · Go 2 Generics? A (P)review

目录 第0章：关于《Go语言101》 - 为什么写这本书 第1章：致谢 第2章：Go语言简介 - 为什么Go语言值得学习 第3章：Go官方工具链 - 如何编译和运行Go程序 Go编程入门 第4章：程序源代码基本元素介绍 第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 计略微反直觉，甚至 自相矛盾。 Go语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当 的Go编程经验和感悟才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运 行时在实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编 程带来了许多便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装 隐藏了这些类型的内部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为 一个持有积极的学习态度的Go新手程序员可以在一年内精通Go编程。 那你觉得Go的卖点是什么呢？ 我个人的观点是，做为一门静态语言，Go却和很多动态脚本语言一样得灵活 是Go的主要卖点。 节省内存、程序启动快、代码执行速度快和编译速度快合在一块儿是Go的另 一个主要卖点。 虽然这三项是C家族语言的共同特征，但是在Web开发领域， 很少有语言同时拥有这四个特征。 事实上，这就是我当初从Java转到Go进行 Web开发的原因。

目录 第0章：关于《Go语言101》 - 为什么写这本书 第1章：致谢 第2章：Go语言简介 - 为什么Go语言值得学习 第3章：Go官方工具链 - 如何编译和运行Go程序 Go编程入门 第4章：程序源代码基本元素介绍 第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 计略微反直觉，甚至自 相矛盾。 Go语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当的 Go编程经验和感悟才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运 行时在实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编程 带来了许多便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装隐藏 了这些类型的内部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为带来了 一个持有积极的学习态度的Go新手程序员可以在一年内精通Go编程。 那你觉得Go的卖点是什么呢？ 我个人的观点是，做为一门静态语言，Go却和很多动态脚本语言一样得灵活是 Go的主要卖点。 节省内存、程序启动快、代码执行速度快和编译速度快合在一块儿是Go的另一 个主要卖点。 虽然这三项是C家族语言的共同特征，但是在Web开发领域，很 少有语言同时拥有这四个特征。 事实上，这就是我当初从Java转到Go进行Web 开发的原因。

前言 原文出处：https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN 用更少的代码，更短的编译时间，创建运行更快的程序，享受更多 的乐趣 对于学习 Go 编程语言的爱好者来说，这本书无疑是最适合你的一本书籍，这里包含了当前最全面的学习 资源。本书通过对官方的在线文档、名人博客、书籍、相关文章以及演讲的资料收集和整理，并结合我自 身在软件工程、编程语 程中开始经历大量的挫 折，在诸多问题上都不能给出令人满意的解决方案，尤其是在使用 C++ 来开发大型的服务端软件时，情 况更是不容乐观。由于二进制文件一般都是非常巨大的，因此需要耗费大量的时间在编译这些文件上，同 时编程语言的设计思想也已经非常陈旧，这些情况都充分证明了现有的编程语言已不符合时下的生产环 境。尽管硬件在过去的几十年中有了飞速的发展，但人们依旧没有找到机会去改变 C++ 在软件开发的重 东西，在当时都是极其荒谬的主意， 根本没有人在乎。C++ 向大型项目开发迈出了重要的第一步，带领我们走进这个广袤无垠的世界。很庆幸 Stroustrup 做了让 C++ 兼容 C 语言以能够让其编译 C 程序这个正确的决定。我们当时需要 C++ 的出 现。” “之后我们学到了更多。我们毫无疑问地接受了垃圾回收，异常处理和虚拟机这些当年人们认为只有疯子 才会想的东西。C++ 的复杂程度（新版的

。 图 2‑4 递归调用深度 在实际中，编程语言允许的递归深度通常是有限的，过深的递归可能导致栈溢出错误。 2. 尾递归 有趣的是，如果函数在返回前的最后一步才进行递归调用，则该函数可以被编译器或解释器优化，使其在空 间效率上与迭代相当。这种情况被称为尾递归（tail recursion）。 ‧ 普通递归：当函数返回到上一层级的函数后，需要继续执行代码，因此系统需要保存上一层调用的上下 普通递归：求和操作是在“归”的过程中执行的，每层返回后都要再执行一次求和操作。 ‧ 尾递归：求和操作是在“递”的过程中执行的，“归”的过程只需层层返回。 图 2‑5 尾递归过程 Tip 请注意，许多编译器或解释器并不支持尾递归优化。例如，Python 默认不支持尾递归优化，因此即 使函数是尾递归形式，仍然可能会遇到栈溢出问题。 3. 递归树 当处理与“分治”相关的算法问题时，递归往往比迭代的 暂存数据：用于保存算法运行过程中的各种常量、变量、对象等。 ‧ 栈帧空间：用于保存调用函数的上下文数据。系统在每次调用函数时都会在栈顶部创建一个栈帧，函数 返回后，栈帧空间会被释放。 ‧ 指令空间：用于保存编译后的程序指令，在实际统计中通常忽略不计。 在分析一段程序的空间复杂度时，我们通常统计暂存数据、栈帧空间和输出数据三部分，如图 2‑15 所示。 图 2‑15 算法使用的相关空间 相关代码如下：

。 图 2‑4 递归调用深度 在实际中，编程语言允许的递归深度通常是有限的，过深的递归可能导致栈溢出错误。 2. 尾递归 有趣的是，如果函数在返回前的最后一步才进行递归调用，则该函数可以被编译器或解释器优化，使其在空 间效率上与迭代相当。这种情况被称为「尾递归 tail recursion」。 ‧ 普通递归：当函数返回到上一层级的函数后，需要继续执行代码，因此系统需要保存上一层调用的上下 普通递归：求和操作是在“归”的过程中执行的，每层返回后都要再执行一次求和操作。 ‧ 尾递归：求和操作是在“递”的过程中执行的，“归”的过程只需层层返回。 图 2‑5 尾递归过程 � 请注意，许多编译器或解释器并不支持尾递归优化。例如，Python 默认不支持尾递归优化， 因此即使函数是尾递归形式，仍然可能会遇到栈溢出问题。 3. 递归树 当处理与“分治”相关的算法问题时，递归往往比迭代的 暂存数据：用于保存算法运行过程中的各种常量、变量、对象等。 ‧ 栈帧空间：用于保存调用函数的上下文数据。系统在每次调用函数时都会在栈顶部创建一个栈帧，函数 返回后，栈帧空间会被释放。 ‧ 指令空间：用于保存编译后的程序指令，在实际统计中通常忽略不计。 在分析一段程序的空间复杂度时，我们通常统计暂存数据、栈帧空间和输出数据三部分，如图 2‑15 所示。 图 2‑15 算法使用的相关空间 相关代码如下：

。 图 2‑4 递归调用深度 在实际中，编程语言允许的递归深度通常是有限的，过深的递归可能导致栈溢出报错。 2. 尾递归 有趣的是，如果函数在返回前的最后一步才进行递归调用，则该函数可以被编译器或解释器优化，使其在空 间效率上与迭代相当。这种情况被称为「尾递归 tail recursion」。 ‧ 普通递归：当函数返回到上一层级的函数后，需要继续执行代码，因此系统需要保存上一层调用的上下 ‧ 普通递归：求和操作是在“归”的过程中执行的，每层返回后都要再执行一次求和操作。 ‧ 尾递归：求和操作是在“递”的过程中执行的，“归”的过程只需层层返回。 图 2‑5 尾递归过程 请注意，许多编译器或解释器并不支持尾递归优化。例如，Python 默认不支持尾递归优化，因此即使函数 是尾递归形式，但仍然可能会遇到栈溢出问题。 3. 递归树 当处理与“分治”相关的算法问题时，递归往往比迭代 暂存数据：用于保存算法运行过程中的各种常量、变量、对象等。 ‧ 栈帧空间：用于保存调用函数的上下文数据。系统在每次调用函数时都会在栈顶部创建一个栈帧，函数 返回后，栈帧空间会被释放。 ‧ 指令空间：用于保存编译后的程序指令，在实际统计中通常忽略不计。 在分析一段程序的空间复杂度时，我们通常统计暂存数据、栈帧空间和输出数据三部分。 图 2‑15 算法使用的相关空间 /* 结构体 */ type node

。 图 2‑4 递归调用深度 在实际中，编程语言允许的递归深度通常是有限的，过深的递归可能导致栈溢出错误。 2. 尾递归 有趣的是，如果函数在返回前的最后一步才进行递归调用，则该函数可以被编译器或解释器优化，使其在空 间效率上与迭代相当。这种情况被称为尾递归（tail recursion）。 ‧ 普通递归：当函数返回到上一层级的函数后，需要继续执行代码，因此系统需要保存上一层调用的上下 普通递归：求和操作是在“归”的过程中执行的，每层返回后都要再执行一次求和操作。 ‧ 尾递归：求和操作是在“递”的过程中执行的，“归”的过程只需层层返回。 图 2‑5 尾递归过程 Tip 请注意，许多编译器或解释器并不支持尾递归优化。例如，Python 默认不支持尾递归优化，因此即 使函数是尾递归形式，仍然可能会遇到栈溢出问题。 3. 递归树 当处理与“分治”相关的算法问题时，递归往往比迭代的 暂存数据：用于保存算法运行过程中的各种常量、变量、对象等。 ‧ 栈帧空间：用于保存调用函数的上下文数据。系统在每次调用函数时都会在栈顶部创建一个栈帧，函数 返回后，栈帧空间会被释放。 ‧ 指令空间：用于保存编译后的程序指令，在实际统计中通常忽略不计。 在分析一段程序的空间复杂度时，我们通常统计暂存数据、栈帧空间和输出数据三部分，如图 2‑15 所示。 图 2‑15 算法使用的相关空间 相关代码如下：