Golang（八）go modules 学习

0. 前言

• 最近加入鹅厂学习 k8s，组内使用 Go 1.11 以上的 go modules 管理依赖，因此整理了相关资料
• 本文严重参考原文：初窥Go module

1. 传统 Golang 包依赖管理

• Golang 设计深受 Google 主干开发模型影响：

  • 所有开发人员基于主干 trunk/mainline 开发：提交到 trunk 或从 trunk 获取最新的代码（同步到本地 workspace）
  • 版本发布时，建立 Release branch，release branch 实质上就是某一个时刻主干代码的快照
  • release branch 上 的 bug fix 和增强改进代码也通常是先在主干上提交（commit），然后再 cherry-pick 到 release branch 上

• Golang 中的 go get 的设计深受 Google 内部单一代码仓库（single monorepo）和基于主干（trunk/mainline based）的开发模型的影响：只获取 trunk/mainline 最新版本
• go get 获取的代码会放在 $GOPATH/src 下面，而 go build 会在 $GOROOT/src 和 $GOPATH/src 下面按照 import path 去搜索 package
• 由于 go get 获取的都是各个 package repo 的 trunk/mainline 的代码，因此 Go 1.5 之前的 Go compiler 都是基于目标 Go 程序依赖包的 trunk/mainline 代码去编译的
• 这样的机制带来的问题包括：
  • trunk/mainline 代码时刻变化，不同人不同时刻获取的代码可能不同（即不能实现 reproduceable build）
  • 依赖包的 trunk 演进可能会导致代码无法编译
• 为了实现 reporduceable build，Go 1.5 引入了 govendor 机制
  • Golang 编译器会优先在 vendor 下搜索依赖的第三方包
  • 开发者将特定版本的依赖包存放在 vendor 下面并提交到代码库
  • 那么所有人理论上都会得到同样的编译结果，从而实现reporduceable build
• 在Go 1.5 发布后的若干年，Gopher 们把注意力都集中在如何利用 vendor 解决包依赖问题
  • 从手工添加依赖到 vendor
  • 手工更新依赖，到一众包依赖管理工具的诞生：比如: govendor、glide 以及号称准官方工具的 dep
  • 努力地尝试着按照当今主流思路解决着诸如：“钻石型依赖”等难题
• 正当 Gopher 认为 dep 将顺理成章地升级为 go toolchain 一部分的时候，vgo 横空出世
• 在原 Go tools 上简单快速地实现 了Go 原生的包依赖管理方案 ，vgo 就是 go modules 的前身

2. go modules 简介

• 通常我们会在一个仓库中创建一组 package，仓库的路径比如：github.com/bigwhite/gocmpp 会作为 go package 的导入路径（import path）
• GOPATH 模式下，编译器会根据 package 路径在 $GOPATH/src 或者 vendor 下逐级目录匹配
• Go 1.8 版本中，如果开发者没有显式设置 $GOPATH，Go 会赋予 GOPATH 一个默认值（在 linux 上为 $HOME/go）
• Go 1.11 给这样的一组在同一仓库下面的 packages 赋予了一个新的抽象概念：module
• 并启用一个新的文件 go.mod 记录 module 的元信息
• 一个仓库对应一个 module 或者多个 module
• 在 go modules 下，仓库顶层目录下会放置一个 go.mod 文件，每个 go.mod 文件定义了一个 module，而放置 go.mod 文件的目录被称为 module root 目录（通常对应一个仓库的 root 目录，但不是必须的）
• module root 目录以及其子目录下的所有 packages 均归属于该 module，除了那些自身包含 go.mod 文件的子目录
• 在 go modules 下，Golang 编译器将不再在 GOPATH 下面以及 vendor 下面搜索目标程序依赖的第三方 packages

3. 尝试使用 go modules

• 设置环境变量 GO111MODULE：
  • GO111MODULE=off：无模块支持，go 会从 GOPATH 和 vendor 文件夹寻找包
  • GO111MODULE=on：模块支持，go 会忽略 GOPATH 和 vendor 文件夹，只根据 go.mod 下载依赖
  • GO111MODULE=auto：在 $GOPATH/src 外面且根目录有 go.mod 文件时，开启模块支持
• 在使用模块的时候，GOPATH 是无意义的，不过还是会把下载的依赖储存在 $GOPATH/pkg/mod 中，也会把 go install 的结果放在 $GOPATH/bin 
• 在 ~/test 下创建 hello 目录，然后写入 hello.go（此时不在 $GOPATH 中）

// hello.go
package main

import "bitbucket.org/bigwhite/c"

func main() {
    c.CallC()
}

• 在 ~/test/hello 下创建 go.mod：

// go.mod
module hello

• 构建 hello.go：

$ go build hello.go
go: finding bitbucket.org/bigwhite/c v1.3.0
go: downloading bitbucket.org/bigwhite/c v1.3.0
go: extracting bitbucket.org/bigwhite/c v1.3.0
go: finding bitbucket.org/bigwhite/d v1.2.0
go: downloading bitbucket.org/bigwhite/d v1.2.0
go: extracting bitbucket.org/bigwhite/d v1.2.0

$ ./hello.exe
call C: v1.3.0
   --> call D:
        call D: v1.2.0
   --> call D end

• 查看 go.mod：

$ cat go.mod
// go.mod
module hello

go 1.12

require bitbucket.org/bigwhite/c v1.3.0 // indirect

• indirect 指不是由主 mod 直接引用的包，而是由其他 mod 间接引用的包
• 如果之后新增了该 mod 的直接引用，会删除上面的间接引用
• go compiler 将下载的依赖包缓存在 $GOPATH/pkg/mod 下面：

$ pwd
/e/Coding/Golang/go/pkg/mod/cache/download

$ ls
bitbucket.org/     github.com/   golang.org/         gopkg.in/  sigs.k8s.io/
cloud.google.com/  go.uber.org/  google.golang.org/  k8s.io/

• 具体执行：

$ ./hello.exe
call C: v1.3.0
   --> call D:
        call D: v1.2.0
   --> call D end

4. 参考文献

• 初窥Go module
• Go Module 入门使用