Go Modules 详解

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Go 1.11 和 Go 1.12 包含了初步的 Go Modules 支持,且计划在 2019 年 8 月发布的 Go 1.13 会在所有开发过程中默认使用 Go Modules。

Go Modules 是为了提升使用其他开发者代码,即添加 依赖项(模块、包) 时的体验,也是为了让代码的正确性、安全性得到保障。并且 Go Modules 可以使用 GOPROXY 环境变量来解决中国大陆无法使用 go get 的问题。

所以学习跟 Go Modules 有关的知识是很有必要的。

模式

Go Modules 在 Go 1.11 及 Go 1.12 中有三个模式,根据环境变量 GO111MODULE 定义:

  • 默认模式(未设置该环境变量或 GO111MODULE=auto ):Go 命令行工具在同时满足以下两个条件时使用 Go Modules:

    • 当前目录不在 GOPATH/src/ 下;
    • 在当前目录或上层目录中存在 go.mod 文件。
  • GOPATH 模式( GO111MODULE=off ):Go 命令行工具从不使用 Go Modules。相反,它查找 vendor 目录和 GOPATH 以查找依赖项。
  • Go Modules 模式( GO111MODULE=on ):Go 命令行工具只使用 Go Modules,从不咨询 GOPATH。GOPATH 不再作为导入目录,但它仍然存储下载的依赖项(GOPATH/pkg/mod/)和已安装的命令(GOPATH/bin/),只移除了 GOPATH/src/。

Go 1.13 默认使用 Go Modules 模式,所以以上内容在 Go 1.13 发布并在生产环境中使用后都可以忽略。

核心文件:go.mod

以下就是 go.mod 文件的一个最全面的示例:

module my/thing
go 1.12
require other/thing v1.0.2 // 这是注释
require new/thing/v2 v2.3.4 // indirect
require(
  new/thing v2.3.4
  old/thing v0.0.0-20190603091049-60506f45cf65
)
exclude old/thing v1.2.3
replace bad/thing v1.4.5 => good/thing v1.4.5

很全面,也很复杂。但其实 go.mod 文件在实际项目没有这么复杂,而且一旦该文件存在,就不需要额外的步骤:像 go build、go test,甚至 go list 这样的命令都会根据需要自动添加新的依赖项以满足导入。

但现在我们还是来详细了解 go.mod 文件的组成:

go.mod 文件是面向行的, 当前模块(主模块)通常位于第一行,接下来是根据路径排序的依赖项。

每行包含一个指令,由一个前导动词后跟参数组成。

所有前导动词的作用如下:

module
go
require
exclude
replace

前导动词还可以按 的方式使用,用括号创建一个块(第 5-8 行),就像在 Go 语言中的导入一样:

import (
    "errors"
    "fmt"
    "log"
)

注释(第 3-4 行)可以使用单行 // 这是注释 注释,但不能使用多行 /* 这是注释 */ 注释。而 indirect 注释(第 4 行)标记了该模块不是被当前模块直接导入的,只是被间接导入。

go.mod 文件只存在于在模块的根目录下,子目录中的导入路径会使用 模块的导入路径 + 子目录路径 的形式。例如:如果创建了一个名叫 world 的子目录,并不需要在子目录中使用 go mod init 命令,Go 命令行工具会自动识别它作为 hello 模块的一部分,所以它的导入路径为 hello/world。

Go 命令行工具会自动处理 go.mod 中指定的模块版本。当源代码中 import 指向的模块不存在于 go.mod 文件中时,Go 命令行工具会自动搜索这个模块,并将最新版本(最后一个 tag 且非预发布的稳定版本)添加到 go.mod 文件中。

如果没有 tag,则使用伪版本(第 7 行),这是一种版本语法,专门用于标记没有 tag 的提交(一些 golang.org/x/ 下的包就是没有 tag 的)。如: v0.0.0-20190603091049-60506f45cf65

前面部分为语义化版本号,用于标记版本;中间部分为 UTC 的提交时间,用于比较两个伪版本以其确定先后顺序;后面部分是 commit 哈希的前缀,用于标记该版本位于哪个 commit。

版本管理文件:go.sum

示例如下:

github.com/davecgh/go-spew v1.1.0 h1:ZDRjVQ15GmhC3fiQ8ni8+OwkZQO4DARzQgrnXU1Liz8=
github.com/davecgh/go-spew v1.1.0/go.mod h1:J7Y8YcW2NihsgmVo/mv3lAwl/skON4iLHjSsI+c5H38=
github.com/gin-gonic/gin v1.4.0 h1:3tMoCCfM7ppqsR0ptz/wi1impNpT7/9wQtMZ8lr1mCQ=
github.com/gin-gonic/gin v1.4.0/go.mod h1:OW2EZn3DO8Ln9oIKOvM++LBO+5UPHJJDH72/q/3rZdM=
github.com/golang/protobuf v1.3.1 h1:YF8+flBXS5eO826T4nzqPrxfhQThhXl0YzfuUPu4SBg=
github.com/golang/protobuf v1.3.1/go.mod h1:6lQm79b+lXiMfvg/cZm0SGofjICqVBUtrP5yJMmIC1U=

每行由模块导入路径、模块的特定版本和预期哈希组成。

在每次缺少模块时,如果缓存中不存在,则需要下载并计算其哈希添加到 go.sum 中;如果缓存中存在,则需要匹配 go.sum 中的已有条目。

这样,构建软件的用户就可以使用哈希验证其构建是否跟你的构建相同( go mod verify ),而无论他们怎样获取依赖项,都可以得到相同的版本。同时也保证了项目依赖不会发生预料之外的恶意修改和其他问题。这也是为什么要将 go.sum 文件加入版本管理(Git)的原因。

再加上 Go Modules 选择的是 最小版本选择 策略(默认使用构建中涉及的每个模块的最旧允许版本,使得新版本的发布对构建没有影响)就可以实现可重现的构建(在重复构建时产生相同的结果)。

语义化版本

什么是 语义化版本 ?语义化版本是一套由 Gravatars 创办者兼 GitHub 共同创办者 Tom Preston-Werner 所建立的约定。在这套约定下,语义化版本号及其更新方式包含了很多有用的信息。

语义化版本号格式为: X.Y.Z (主版本号.次版本号.修订号),使用方法如下:

  • 进行不向下兼容的修改时,递增主版本号。
  • API 保持向下兼容的新增及修改时,递增次版本号。
  • 修复问题但不影响 API 时,递增修订号。

举个例子,有一个语义化版本号为: v0.1.2 ,则其主版本号为 0,次版本为 1,修订号为 2。而前面的 v 是 version(版本)的首字母,是 Go 语言惯例使用的,标准的语义化版本没有这个约定。

所以在使用 Go 命令行工具或 go.mod 文件时,就可以使用语义化版本号来进行 模块查询 ,具体规则如下:

  • 默认值( @latest ):将匹配最新的可用标签版本或源码库的最新未标签版本。
  • 完全指定版本( @v1.2.3 ):将匹配该指定版本。
  • 版本前缀( @v1@v1.2 ):将匹配具有该前缀的最新可用标签版本。
  • 版本比较( @<v1.2.3@>=v1.5.6 ):将匹配最接近比较目标的可用标签版本。 < 则为小于该版本的最新版本, > 则为大于该版本的最旧版本。当使用类 Unix 系统时,需用引号将字符串包裹起来以防止大于小于号被解释为重定向。如: go get 'github.com/gin-gonic/gin@<v1.2.3'
  • 指定某个 commit( @c856192 ):将匹配该 commit 时的版本。
  • 指定某个分支( @master ):将匹配该分支版本。

如上图所示,为了能让 Go Modules 的使用者能够从旧版本更方便地升级至新版本,Go 语言官方提出了两个重要的规则:

  • 导入兼容性规则(import compatibility rule):如果旧包和新包具有相同的导入路径,则新包必须向后兼容旧包。
  • 语义化导入版本规则(semantic import versioning rule):每个不同主版本(即不兼容的包 v1v2 )使用不同的导入路径,以主版本结尾,且每个主版本中最多一个。如:一个 rsc.io/quote 、一个 rsc.io/quote/v2 、一个 rsc.io/quote/v3

而与 Git 分支的集成如下:

vendor 目录

以前使用 vendor 目录有两个目的:

  • 可以使用依赖项的确切版本用来构建。
  • 即使原始副本消失,也能保证这些依赖项是可用的。

而模块现在有了更好的机制来实现这两个目的:

$GOPROXY

而且 vendor 目录也很难管理这些依赖项,久而久之就会陷入与 node_modules 黑洞一样的窘境。

所以,默认情况下使用 Go Modules 将完全忽略 vendor 的依赖项,但是为了平稳过度,可以使用 go mod vendor 命令可以创建 vendor 目录。

并在 Go 命令行工具使用 -mod=vendor 参数,如: go test -mod=vendor ./... ;或设置环境变量 GOFLAGS 为 -mod=vendor ,这样会假定 vendor 目录包含正确的依赖项副本,并忽略 go.mod 文件中的依赖项描述来构建。

环境变量 GOPROXY

设置环境变量 GOPROXY 可以解决中国大陆无法使用 go get 的问题:

export GOPROXY=https://goproxy.io 写入 Shell 的配置文件即可。

常用命令

  • go mod init :创建一个新模块,初始化 go.mod 文件,参数为该模块的导入路径,推荐使用这种形式。如: go mod init github.com/linehk/example
  • go get :更改依赖项版本(或添加新的依赖项)。
  • go buildgo test 等命令:Go 命令行工具会根据需要添加新的依赖项。如: go test ./... ,测试当前模块。
  • go list -m all :打印当前模块依赖。
  • go mod tidy :移除无用依赖。
  • go list -m -versions github.com/gin-gonic/gin :列出该模块的所有版本。
  • go mod verify :验证哈希。

与 GoLand 集成

在 GoLand 2019.1.3 中使用 Go Modules 需要进行两个设置:

  1. Preferences -> Go -> Go Modules (vgo),勾选 Enable Go Modules (vgo) integration 以启用 Go Modules,并在 Proxy 输入框中输入 https://goproxy.io 。如图所示:

  1. Preferences -> Go -> GOPATH,勾选上 Index entire GOPATH 以索引整个 GOPATH,不然无法导入包。如图所示:

进行如上设置后,就可以在导入不在缓存中的包时,点击 Sync packages of... 下载该包了:

参考链接

Command go

Go & Versioning

语义化版本 2.0.0

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