前言

Go官方团队在2022.06.11发布了Go 1.19 Beta 1版本，Go 1.19的正式release版本预计会在今年8月份发布。

让我们先睹为快，看看Go 1.19给我们带来了哪些变化。

这是Go 1.19版本更新内容详解的第4篇，欢迎大家关注公众号，及时获取本系列最新更新。

第1篇主要涉及Go泛型的改动、Go内存模型和原子操作的优化，原文链接：Go 1.19版本变更内容第1篇。

第2篇主要涉及Go文档注释(doc comments)、编译约束(build constraint)以及Go命令的修改，原文链接：Go 1.19版本变更内容第2篇。

第3篇主要涉及Go运行时、编译器、汇编器和链接器方面的改动和优化，原文链接：Go 1.19版本变更内容第3篇。

Go 1.19发布清单

和Go 1.18相比，改动相对较小，主要涉及语言(Language)、内存模型(Memory Model)、可移植性(Ports)、Go Tool工具链、运行时(Runtime)、编译器(Compiler)、汇编器(Assembler)、链接器(Linker)和核心库(Core library)等方面的优化。

本文重点介绍Go 1.19版本在核心库(Core library)方面的变化。

新的原子类型(New atomic types)

sync/atomic包里现在定义了新的类型： Bool, Int32, Int64, Uint32, Uint64, Uintptr, and Pointer。

这些新的类型定义了相应的原子方法，要修改或者读取这些类型的变量的值就必须使用该类型的原子方法，这样可以避免误操作。

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type Bool struct {
	// contains filtered or unexported fields
}

func (x *Bool) CompareAndSwap(old, new bool) (swapped bool)
func (x *Bool) Load() bool
func (x *Bool) Store(val bool)
func (x *Bool) Swap(new bool) (old bool)

比如上面的sync/atomic包里的Bool类型就有4个原子方法，要读取或者修改atomic.Bool类型的变量的值就要使用这4个方法。

sync/atomic包有了Pointer类型后，开发者不需要先把变量转成unsafe.Pointer类型再去调用sync/atomic包里的函数，直接使用Pointer类型的原子方法即可。

Int64 和Uint64类型在结构体(structs)和分配的内存里会自动按照64位自动对齐，即使在32位系统上也是按照64位对齐。

路径查找(PATH lookups)

Command 和 LookPath 不再允许在当前目录查找可执行程序，这个修改解决了一个常见的安全问题，但是也带来了破坏性更新。

比如以前有段代码是exec.Command("prog")，表示要执行当前目录下名为prog的可执行文件(在Windows系统上对应的是prog.exe)，那使用Go 1.19后就不会生效了。可以参考 os/exec 包的说明来修改代码以适配Command和LookPath的改动。

在Windows系统上，Command和LookPath现在会感知 NoDefaultCurrentDirectoryInExePath 环境变量。我们可以在Windows系统上设置该环境变量来禁止从当前目录. 查找可执行程序。

核心库的微小改动

Go标准库在Go 1.19版本有很多细微的改动和优化，主要涵盖以下内容：

  • archive/zip

    Reader 现在会忽略掉ZIP文件开头的非ZIP数据部分，这在读一些Java的JAR文件时会很有必要。

  • crypto/rand

    Read 不再缓存从操作系统里获取的随机数。对于Plan 9操作系统，Read被重新实现了，用fast key erasure替换掉了ANSI X9.31算法。

  • crypto/tls

    tls10default GODEBUG 选项在Go 1.19版本已经被移除。 不过，我们还是可以通过设置 Config.MinVersion 来支持client侧使用TLS 1.0协议。根据RFC 5246中7.4.1.4章节和RFC 8446中4.2章节的要求，TLS server和client现在会拒绝TLS握手里重复的扩展(duplicate extensions)。

  • crypto/x509

    CreateCertificate 不再支持使用MD5WITHRSA的签名算法来创建证书。

    CreateCertificate 不再接受SerialNumber为负数。

    ParseCertificate 和 ParseCertificateRequest 现在会拒绝包含有重复扩展的证书和CSR(Certifcate Signing Request)。

    新方法 CertPool.Clone 和 CertPool.Equal 可以克隆一个CertPool，并且检查2个CertPool是否相同。

    新函数 ParseRevocationList 提供了一个更快、更安全的方式去使用CRL解析器(parser)。

  • crypto/x509/pkix

    CertificateList 和 TBSCertificateList 现在被废弃了，应该使用新的 crypto/x509 CRL functionality。

  • debug

    新的 EM_LONGARCH and R_LARCH_* 常量现在支持龙芯loong64架构。

  • debug/pe

    引入了新方法 File.COFFSymbolReadSectionDefAux ，该方法返回 COFFSymbolAuxFormat5类型，可以让开发者访问PE文件里的COMDAT信息。

  • encoding/binary

    新接口 AppendByteOrder 提供了高效的方法用于把 uint16，uint32，或 uint64 添加到一个byte切片里。

    BigEndian 和 LittleEndian 都实现了该接口。

  • encoding/csv

    新方法 Reader.InputOffset 会返回当前读到的位置，以偏移的字节数来表示，类似于 encoding/json包里的 Decoder.InputOffset。

  • encoding/xml

    新方法 Decoder.InputPos 会返回当前读到的位置，以行和列来表示，类似于 encoding/csv包里的 Decoder.FieldPos方法。

  • flag

    新函数 TextVar 定义了一个 encoding.TextUnmarshaler参数，允许命令行里传入的flag变量使用 big.Int, netip.Addr和time.Time类型。

  • fmt

    新函数 Append, Appendf 和 Appendln 可以添加格式化的数据到byte切片中。

  • go/parser

    go/parser会把 ~x解析为一元表达式(unary expression)，其中操作符是~，~操作符的官方说明参考 token.TILDE。

    当类型约束(type constraint)用在错误的上下文时，比如~int，可以允许更好的错误恢复。

  • go/types

    新方法 Func.Origin 和 Var.Origin 会返回 Func 和 Var 实例化后的对象。

  • hash/maphash

    新函数 Bytes 和 String 提供了高效的方式用于对一个byte slice或者字符串做hash。

  • html/template

    FuncMap 类型现在是text/template包里 FuncMap 类型的别名，本身不再是一个独立的类型。

  • image/draw

    当目标图像和源头像都是image.NRGBA 或者都是 image.NRGBA64 类型时，operator为 Src 的Draw 会保留non-premultiplied-alpha颜色。

    其实Go 1.17及更早版本的行为就是如此，但是Go 1.18版本做库优化的时候改变了这个行为，Go 1.19版本将这个行为还原了。

  • io

    NopCloser的结果现在实现了 WriterTo 接口。

    MultiReader的结果现在无条件地实现了 WriterTo。如果任何底层的reader没有实现WriteTo，也会模拟WriteTo的行为。

  • mime

    .js扩展名的文件本来应该被mime包识别为 text/plain类型，但是在Windows系统上有bug，会导致以.js为扩展名的文件被mime包识别为text/javascript; charset=utf-8类型。

    如果在Windows系统上，想让以.js为扩展名的文件被mime包识别为 text/plain ，必须显示调用 AddExtensionType。

  • net/http

    ResponseWriter.WriteHeader 现在支持发送用户自定义的1xx信息头(informational header)。

    MaxBytesReader 的返回值 io.ReadCloser在超过读上限(read limit)后，会返回一个错误类型 MaxBytesError 。

    HTTP client会把状态码为3xx但是没有Location header的Http Response返回给调用者，而不是直接当做错误处理。

  • net/url

    新增的 JoinPath 函数 和 URL.JoinPath 方法可以把一组path元素组合在一起，创建一个新的 URL。

    URL类型现在会区分没有host的URL和host为空的URL。举个例子， http:///path 是有host的，只是host为空，但是 http:/path 就没有host。

    当URL的host为空时，URL 类型里的字段 OmitHost 的值会被设置为true。

  • os/exec

    如果 Cmd 类型的 Dir 字段非空， Env字段为nil，会隐式地为子进程设置PWD环境变量，值为Dir字段的值。

    新方法 Cmd.Environ 可以获取到运行cmd的环境，包括隐式设置的PWD环境变量。

  • reflect

    Value.Bytes 方法现在除了接收slice切片，现在还接收可取址的数组(addressable array)。 Value.Len 和 Value.Cap 方法现在可以操作指向数组的指针，返回数组的长度。

  • regexp/syntax

    Go 1.18 release candidate 1， Go 1.17.8和 Go 1.16.15 这3个版本包含了对正则表达式解析可能带来的安全问题的修复，会拒绝嵌套很深的正则表达式。由于Go的补丁版本不能引入新的API，对于这种情况，解析器会返回 syntax.ErrInternalError 。

    Go 1.19对于上述情况，新增了一个更具体的错误 syntax.ErrNestingDepth，不再返回 syntax.ErrInternalError 。

  • runtime

    当Go可执行程序使用了-trimpath标记进行编译并且在进程运行环境里没有设置GOROOT环境变量， GOROOT 函数会返回空串。

  • runtime/metrics

    新的 /sched/gomaxprocs:threads 度量指标 会报告 runtime.GOMAXPROCS 的当前值。

    新的 /cgo/go-to-c-calls:calls 度量指标 会报告Go调用C的总次数。这个指标等同于 runtime.NumCgoCall 函数的执行结果。

    新的 /gc/limiter/last-enabled:gc-cycle 度量指标 在GC CPU limiter开启时，会报告最新的GC循环(cycle)。可以参考runtime notes](https://tip.golang.org/doc/go1.19#runtime) 了解更多关于GC CPU limiter的细节。

  • runtime/pprof

    pprof在收集goroutine profile时做了优化，可以大大减少对应用程序的性能影响。

    所有Unix操作系统上做pprof 的heap profile结果都包含了MaxRSS，之前只有 GOOS=android, darwin, ios 和 linux系统上才会包含有MaxRSS结果。

  • runtime/race

    race detector在Go 1.19版本做了升级，使用v3版本的 thread sanitizer，支持除了 windows/amd64 和 openbsd/amd64 的所有平台， windows/amd64和 openbsd/amd64平台仍然使用v2版本的thread sanitizer。

    和v2版本相比，v3版本速度提升了1.5-2倍，并且内存开销减半，还不限制goroutine的数量。

    在Linux操作系统上，race detector现在要求glibc的版本最低是2.17。

    race detector现在支持GOARCH=s390x架构。

    新版的thread sanitizer不再支持openbsd/amd64平台，因此openbsd/amd64平台还是会沿用旧的v2版本的thread sanitizer。

  • runtime/trace

    当tracing和 CPU profiler 同时开启时，tracing也会记录CPU Profile采样的结果。

  • sort

    Go自带的排序算法使用了pattern-defeating quicksort进行重写，速度更快。

    新的函数 Find 类似 函数Search ，但是更好用。Find函数会额外返回一个bool值，用于表示是否找到了相同的数。

  • strconv

    Quote 函数和相关函数为了和其它ASCII码值保持一致，会引用字符U+007F为\x7f，而不是\u007f。

  • syscall

    对于PowerPC (GOARCH=ppc64, ppc64le)架构，Syscall， Syscall6，RawSyscall，和 RawSyscall6 函数的第2个返回值r2 现在永远返回0，而不是之前的未定义值(undefined value)。

    对于AIX和Solaris系统，可以使用 Getrusage 函数了。

  • time

    新方法 Duration.Abs 可以得到duration的绝对值，更方便和安全，其中对于边界情况，−2⁶³ 会被转换为 2⁶³−1。

    新方法 Time.ZoneBounds 可以返回指定时间所在时区的开始和结束时间。

推荐阅读

想了解Go泛型的使用方法、设计思路和最佳实践，推荐大家阅读：

想了解Go原子操作和使用方法，推荐大家阅读：

开源地址

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知乎：无忌。

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References