Go語言的包和依賴管理

這篇文章的知識點包括：golang的簡介、golang的依賴管理、golang的包管理以及GoCenter的使用，閱讀完整文相信大家對Go語言的包和依賴管理有了一定的認識。

一、背景

Go語言是Google開發的一種靜態強類型、編譯型、并發型，并具有垃圾回收功能的編程語言。為了方便搜索和識別，有時會將其稱為Golang。自2009年11月Google正式宣布推出，成為開放源代碼項目以來，Go語言已成為當今開發人員和DevOps領域最流行的語言之一, 它被用于設計和編寫Kubernetes和Helm。但是，相比語言本身已經得到了廣泛的普及和使用，Go語言的包管理方案卻大大滯后了。
Go語言生態系統中缺少的是標準化——沒有用于依賴關系管理的標準工具, 也沒有標準的包格式或兼容的包倉庫規范。這意味著開發人員無法使用Go語言創建可重現的構建, 這是一個相當大的問題。這些年來, 社區推出了諸如dep、godep、glide和govender等工具，試圖用來處理Go語言的依賴管理, 但并未成功。2018年Google在Go1.11官方推出了Go modules，為Go語言提供了支持版本化的依賴管理方案。
Go modules現在已成為Go語言標準的依賴管理工具和包倉庫規范。而GoCenter為Go modules的實現和推廣提供了依賴包的公共倉庫，使得Go語言的開發人員能夠更為穩定和方便地開發可重復構建的Go應用程序。

二、Go語言的依賴管理

在介紹GoCenter之前，我們先簡要地回顧一下Go語言依賴管理的發展歷程。
Go語言在推出之初，并沒有明確的依賴管理方案。只是在構建過程中通過go get命令，將用import聲明的依賴從對應的源，通常是git上的項目，下載到$GOPATH/src目錄下，和Go應用自身的代碼放在一起。這種依靠GOPATH來管理依賴的機制帶來的問題 是顯而易見的，比如:
?   因源依賴包自身的變化，導致不同時間構建Go應用時go get得到的依賴實質上是不同的，即不能實現可重復的構建；
?   或者因源依賴包自身的變化，重新構建Go應用時會引入不兼容的新實現，導致Go應用無法通過編譯。
因此在1.5版本以前，為了規避這個問題，通常需要將使用的依賴包手工拷貝出來。
為了實現Go應用的可重復構建，Go1.5引入了Vendor機制。Vendor機制的核心就是在GOPATH下面增加了vendor文件夾。Go應用所需的依賴都可以從依賴源fork出所需的分支，存放到vendor文件夾。當構建Go應用時，Go編譯器會優先在vendor文件夾下搜索依賴的第三方包，vendor文件夾下沒有才會再到$GOPATH/src下去找。這樣只要開發者預先將特定版本的依賴包存放在vendor文件夾，并提交到Go 項目的code repo，那么所有人理論上都會得到同樣的編譯結果，從而實現可重復構建。 在Go1.5發布后的若干年，Go社區把注意力都集中在如何利用Vendor機制解決Go應用的依賴管理問題，并誕生了眾多的依賴管理工具，如dep、golide、govendor等。然而，和Java的Maven、Python的Pypi、C/C++的Conan等業界成熟的依賴管理方案相比，Vender機制仍然存在許多問題，比如：
?   Vendor文件夾中的依賴包沒有版本信息。這樣依賴包脫離了版本管理，對于一致性管理、升級，以及問題追溯等場景，都會難以處理；
?   Vendor機制沒有給出如何能夠方便地得到Go項目依賴了哪些包，并將其拷貝到vendor文件夾下的方案，多數情況下還需要到不同的Git源項目里手工拷貝；
?   當依賴的包比較多的時候，vendor文件夾也會變得非常龐大。
2018年年初，Go核心Team的技術leader，也是Go Team最早期成員之一的Russ Cox在個人博客上連續發表了七篇文章，系統闡述了Go team解決“包依賴管理”的技術方案:vgo。vgo的主要思路包括：語義導入版本控制（Semantic Import Versioning）、最小版本選擇（Minimal Version Selection）、以及引入Go module等。同年5月份，Russ Cox的提案“cmd/go: add package version support to Go toolchain”被社區接受，vgo的代碼合并到Go主干，并將這套機制正式命名為“go modules”。由于vgo項目本身就是一個實驗原型，merge到主干后，vgo這個術語以及vgo項目的使命也就此結束了。后續Go modules機制將直接在Go主干上繼續演化。
Go modules機制的主要變化包括：
?   去除了飽受詬病的GOPATH的限制。Go編譯器將不再到GOPATH下面的vendor或src文件夾下搜索Go應用構建依賴的第三方包；
?   Go modules機制為在同一應用repo下面的包賦予了一個新的抽象概念: 模塊（module），即可重用的Go代碼包，并啟用一個新的文件go.mod記錄模塊的元信息和依賴關系。而在go.mod里明確描述了依賴包的版本信息，同一個依賴包也可以記錄多個不同的版本。除了精確版本外，go.mod還支持用表達式模糊地定義依賴版本；
?   在Go modules機制下，還支持創建Go依賴包的公共倉庫。這是因為應用程序包含的Go模塊，必須從數千個獨立的源代碼存儲庫中解析,而每個存儲庫的維護紀律可能各不相同。因此,需要存在一個可公開訪問的存儲庫，通過Go modules提供的依賴描述、解析機制，為Go的開發者提供一致的、可分享的、支持重復構建的、穩定的Go依賴包源。GoCenter就是這種Go依賴包公共倉庫的重要實現。

三、GoCenter簡介

GoCenter通過創建Go模塊的公共中央倉庫，提供可重復和快速依賴解析的依賴包管理方案，解決了Go開發人員查找和獲取Go依賴包的困難。GoCenter將直接從源代碼存儲庫獲取Go項目，轉變為處理和驗證不可變的、具備版本控制的Go模塊, 并將其免費提供給Go應用的開發人員。
GoCenter（https://gocenter.io）提供了通過公共Go代理解析模塊, 包括通過托管免費服務搜索模塊的能力。從創建開始, GoCenter已經包括了數千個廣受歡迎的 Go項目的模塊, Go開發者可以立即使用這些項目進行自己的構建。

開發人員也可以提交自己的Go項目加入GoCenter，以便將其提供給Go社區開發者，從而得到更為廣泛地應用。

GoCenter這個中央倉庫，提供了預先打包，以及版本化的Go模塊，使得Go開發人員或團隊不再需要為使用公共模塊而構建自己的模塊庫， 從而消減了使用 Go 語言的巨大成本。
此外，如果Go開發者或團隊已經有了自己的JFrog Artifactory倉庫，就可以通過配置指向GoCenter的遠程倉庫，為重復構建提供完全的本地化控制，并可以預防訪問GoCenter的網絡連接問題。

四、基于GoCenter構建Go應用

要構建Go應用項目，首先需要安裝Go客戶端(版本1.11.0 或更新的版本) 。而安裝Go之后，有三種方法可以從GoCenter解析Go模塊：使用goc、使用 go 客戶端，或部署本地倉庫（如Artifactory)，以代理GoCenter。

1、使用goc

推薦在構建中使用GoCenter的方式是通過goc工具。goc工具包裝了Go的客戶端，器, 能夠使用GoCenter中的包正確構建Go應用，而無需手動設置。
要安裝goc，需要使用以下的curl命令，或按照goc的github主頁（https://github.com/jfrog/goc）的說明：
$ curl -fL https://getgoc.gocenter.io | sh
然后, 就可以從Go項目的根目錄中運行任何命令, 就像運行Go命令一樣。例如:
$ goc build
goc工具自動分配GOPROXY連接GoCenter，所以能夠優先從該倉庫解析Go的依賴包。對于在GoCenter找不到的包，goc將會試圖通過源代碼控制系統來解析它們，以更好地保證成功構建Go項目。
Go客戶端自身不能執行這種輔助操作（請參閱下文）， 因此至少在 GoCenter能夠為大多數Go開發人員提供可能需要的所有依賴之前，仍然建議使用goc。

2、使用Go客戶端

推薦在構建中使用GoCenter的方式是通過goc工具。goc工具包裝了Go的客戶端，器, 能夠使用GoCenter中的包正確構建Go應用，而無需手動設置。
如上所述，使用GoCenter時并不建議直接利用Go客戶端進行構建，因為當在GoCenter找不到相關依賴包時構建會失敗。對于Go客戶端這種限制的詳細信息，可以參考相關的issue和修正信息（https://github.com/golang/go/issues/26334）。Go開發人員還是應該改用goc。
當然，如果在充分了解這個限制還希望使用的情況下，也是可以使用Go客戶端的。
如果希望構建Go項目時從GoCenter中獲取相關依賴包，需要設置GOPROXY指向GoCenter的URL，https://gocenter.io：
$ export GOPROXY=https://gocenter.io
現在就可以使用Go客戶端構建Go應用了：
$ go build

3、部署代理GoCenter的私有倉庫

如果使用的是如Artifactory這樣的私有倉庫，則只需設置GOPROXY指向該私有倉庫，而把GoCenter創建為該私有倉庫當中的遠程倉庫。
為了要在Artifactory里創建代理GoCenter的遠程倉庫，需要遵循以下步驟：

1. 創建新的遠程倉庫，并設置包類型為Go；
2. 設置遠程倉庫的名字，并在URL字段輸入https://gocenter.io/；
3. 點擊“保存 & 完成”按鍵。
   還可以創建虛擬倉庫，用以聚合同時從本地Go倉庫和遠程倉庫獲取的Go依賴包。
   一旦在Artifactory里配置好使用GoCenter，就可以使用標準的GOPROXY方式基于Artifactory進行構建。需要注意的是，根據Artifacotry上的設置，需要適當地處理客戶端的認證信息，應為當前Go客戶端在獲取模塊時是不會發送相關認證信息的，所以處理起來是有一定難度的。因此，當使用Artifactory代理GoCenter時，建議使用JFrog CLI來構建Go應用。當配置好JFrog CLI和Artifactory的關聯之后，就可以使用類似于
   “jfrog rt go build”的命令來從Artifactory獲取依賴，并構建Go應用。
   使用JFrog CLI的好處是可以方便地向Artifactory上傳針對特定構建而創建的依賴包，也同時內置支持生成和發布與構建過程相關的元數據。詳細信息，請參考JFrog CLI的相關文檔。

   五、搜索Go模塊

   GoCenter首頁中的搜索框可幫助按特定模塊名稱（例如, "虹膜"）進行搜索。當執行搜索時，GoCenter將列出與搜索名稱匹配或部分匹配的模塊。
   

點擊列表中的某個模塊，將會列出GoCenter中該模塊的所有版本：

列出的版本都利用顏色編碼來指示其當前的可用狀態：
綠色，表示該模塊版本已在GoCenter之中且處于可用狀態；
紅色，表示該模塊版本不存在，而且不可用；
灰色，表示該模塊版本正在引入的過程中，尚未可用。
搜索結果還會顯示那些Go項目在相關Git代碼庫存在，而在GoCenter尚不存在的模塊版本列表。如果有這樣的缺失版本，可以通過單擊“Add missing version(s)”把它們 添加到GoCenter。

六、提交自己的Go模塊

如果希望將自己的Go項目添加到GoCenter，使其可被Go社區的開發人員使用，則需要提交相關的加入申請。
首先可以對希望加入的模塊名執行搜索。如果相關模塊并不存在，則可以單擊“Add”圖標來請求添加模塊。一旦點擊，將會看到加入申請表格。在表格中，可以輸入申請加入的Go模塊的URL。通過搜索該模塊的結果可以查看該模塊的加入進度。
GoCenter將依據以下最低標準來驗證加入請求：
?   Go模塊位于gihub.com或gopkg.in上的公共項目（repo）；
?   該項目沒有被設置為存檔狀態（archived）；
?   該項目至少擁有3顆星

看完上述內容，你們對Go語言的包和依賴管理有進一步的了解嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀。