Go1.19 那些事：国产芯片、内存模型等新特性，你知道多少？

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大家好，我是煎鱼。

感觉时间过得很快，Go1.18 发布没太久，泛型还在风风火火，看了看上次的投票结果，绝大部分同学还没有在生产环境应用泛型。

这不，Go1.19 Beta1 已经正式发布了。今天就由煎鱼和大家围观《Go 1.19 Release Notes^[1]》中一些有意思的特性。

内存模型

Go 的内存模型已被修订，以使 Go 与 C、C++、Java、JavaScript、Rust 和 Swift 使用的内存模型保持一致。Go 只提供顺序一致的原子学，而不是其他语言中的任何更宽松的形式。

另外随着内存模型的更新，Go1.19 在 sync/atomic 包中引入了新的类型，使之更容易使用原子值，如 atomic.Int64 和 atomic.Pointer[T]。

文档做了以下具体的修改：

• 记录 Go 的整体内存模型描述。
• 记录 multiword 竞态会导致崩溃的情况。
• 记录 runtime.SetFinalizer 的 happens-before。
• 记录（或链接）更多同步类型的发生前。
• 记录同步/原子的发生时间，匹配 C++ 的顺序一致的原子（以及Java、JavaScript、Rust、Swift、C...）。
• 记录不允许的编译器优化。

这个只是 “修订”，是改了文档和定义，并不涉及内存模型的代码变更。

为此 Russ Cox 写了 Go Memory Model 的三篇文章作为系列说明：

• 《Hardware Memory Models^[2]》
• 《Programming Language Memory Models^[3]》
• 《Updating the Go Memory Model^[4]》

有兴趣的同学可以阅读。

文档规范

Russ Cox 在提案《Proposal: go/doc: headings, lists, and links in Go doc comments^[5]》中，增加了对文档注释中的链接、列表和更清晰的标题的支持。

Go 1.19 文档已经发生了变化。如下：

旧（左）与新（右）的对比图。

手动贴链接变可跳转：

手动分行变成无序列表区分：

这算是 Go 文档从远古时代到新 Markdown 的一个大升级了。

构建约束

从 Go1.19 起，构建约束 unix 现在可以在 //go:build 行中被识别，能够起到配套的约束作用。

如下格式：

//go:build unix

需要注意的是，在 1.19 版本中，如果 GOOS 是 aix、android、darwin、dragonfly、freebsd、hurd、illumos、ios、linux、netbsd、openbsd 或 solaris 中的一种，也是满足 unix 约束的。

龙芯架构

龙芯（Loongson）是由中国科学院计算技术研究所、龙芯中科、神州龙芯等机构、公司所设计的一系列各种芯片（包括通用中央处理器、SoC、微控制器、芯片组等）。

在 Go 1.19 起增加了对 Linux 上 Loongson 64 位架构的支持（GOOS=linux，GOARCH=loong64）。

前段时间还看到龙芯中科，在科创板上市，成国产 CPU 第一股。国产芯片走进 Go 语言，应该也是国人推进的，太强了！

竞态检测

Go 的竞态资源检测（race detector）已经发布到 v3 版本了，将会跟随 Go1.19 一起上线到生产可用。

与 v2 版相比，新版本的 race detector 在性能上快 1.5 倍到 2 倍，使用一半的内存，并且支持无限数量的 goroutine。

注：windows/amd64 和 openbsd/amd64 暂未支持。

Switch 性能提高

Go 编译器现在使用 jump table^[6] 来实现大型整数和字符串类型的 swicth 语句。switch 语句的性能改进各不相同，但可以快 20% 左右。

注：本次仅涉及 GOARCH=amd64 和 GOARCH=arm64 的变更。

运行时

堆内存限制

新版本的 Go 增加了 runtime.SetMemoryLimit 函数和 GOMEMLIMIT 环境变量。

关注到 runtime.SetMemoryLimit 函数为运行时提供了一个内存的软限制。

函数签名为：

func SetMemoryLimit(limit int64) int64

有了这个内存的软限制后，Go 运行时将会遵守这个内存限制，行为包括：调整垃圾回收的频率、更积极地将内存返回到底层系统等，来维持这个软内存的限制。

另外即使 GOGC=off（或者是执行了 SetGCPercent(-1) 函数），也会遵守软内存的限制。

有了内存软限制，一般场景下，可以有效的防止由于堆内存分配过多，导致 Go 进程超出系统内存资源的最大被 KILL 的场景。

一个漏网之鱼，是限制不了的。那就是它不包括：Go 二进制使用的空间和 Go 外部的内存，例如：由底层系统代表进程管理的内存，或由同一进程中的非 Go 代码管理的内存（CGO）。

Goroutine 堆栈

新版本中 Go 运行时将根据 goroutine 的历史平均堆栈使用率来分配初始 goroutine 堆栈（大雾，太坏了，Go 面试题的题目答案又要改了...）。

可以有效避免一些不必要的堆栈增长和复制，在低于平均水平的情况下，能节省最多 2 倍的空间浪费。

这是一个比较细致的优化点了。

泛型改进

Go1.19 还在不断地完善泛型的路上，这次变更来自规范《spec: adjust scope of type parameters declared by method receivers^[7]》，涉及到的是对方法声明中类型参数的范围做了一个非常小的修正。

原有描述：

The scope of an identifier denoting a type parameter of a function or declared by a method receiver is the function body and all parameter lists of the function.

修订描述：

The scope of an identifier denoting a type parameter of a function or declared by a method receiver starts after the function name and ends at the end of the function body.

在 Go1.18 时，以下泛型代码会提示错误：

type T[T any] struct {}

func (T[T]) m() {} // error: T is not a generic type

在新版本（1.19 起）将会正确支持，不会发生编译错误。

其他的泛型进度来讲，还是在修修补补：

有待继续观察。

总结

在本次 Go1.19 的新版本更新中，新特性是比较少的。其中主要的原因还是泛型的各项工作给 Go 团队带来了不少的工作量。

今年也陆续有个别大佬离开，所以整体可用于其他新特性的时间就比较少了。

这个版本可以认为是小版本，填了一些小 “坑” 了，国内个别面试题的答案也会因此有所改变了。

参考资料