我最喜歡的 Go 構(gòu)建選項(xiàng)

作者：Gaurav Kamathe 2022-04-30 18:42:38

這些方便的 Go 構(gòu)建選項(xiàng)可以幫助你更好地理解 Go 的編譯過程。

學(xué)習(xí)一門新的編程語言最令人欣慰的部分之一，就是最終運(yùn)行了一個(gè)可執(zhí)行文件，并獲得預(yù)期的輸出。當(dāng)我開始學(xué)習(xí) Go 這門編程語言時(shí)，我先是閱讀一些示例程序來熟悉語法，然后是嘗試寫一些小的測試程序。隨著時(shí)間的推移，這種方法幫助我熟悉了編譯和構(gòu)建程序的過程。

Go 的構(gòu)建選項(xiàng)提供了更好地控制構(gòu)建過程的方法。它們還可以提供額外的信息，幫助把這個(gè)過程分成更小的部分。在這篇文章中，我將演示我所使用的一些選項(xiàng)。注意：我使用的“構(gòu)建build”和“編譯compile”這兩個(gè)詞是同一個(gè)意思。

開始使用 Go

我使用的 Go 版本是 1.16.7。但是，這里給出的命令應(yīng)該也能在最新的版本上運(yùn)行。如果你沒有安裝 Go，你可以從 ??Go 官網(wǎng)?? 上下載它，并按照說明進(jìn)行安裝。你可以通過打開一個(gè)命令提示符，并鍵入下面的命令來驗(yàn)證你所安裝的版本：

$ go version

你應(yīng)該會(huì)得到類似下面這樣的輸出，具體取決于你安裝的版本：

go version go1.16.7 linux/amd64

基本的 Go 程序的編譯和執(zhí)行方法

我將從一個(gè)在屏幕上簡單打印 “Hello World” 的 Go 程序示例開始，就像下面這樣：

$ cat hello.go
package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello World")
}

在討論更高級(jí)的選項(xiàng)之前，我將解釋如何編譯這個(gè) Go 示例程序。我使用了 ??build?? 命令，后面跟著 Go 程序的源文件名，本例中是 ??hello.go??，就像下面這樣：

$ go build hello.go

如果一切工作正常，你應(yīng)該看到在你的當(dāng)前目錄下創(chuàng)建了一個(gè)名為 ??hello?? 的可執(zhí)行文件。你可以通過使用 ??file?? 命令驗(yàn)證它是 ELF 二進(jìn)制可執(zhí)行格式（在 Linux 平臺(tái)上）。你也可以直接執(zhí)行它，你會(huì)看到它輸出 “Hello World”。

$ ls
hello  hello.go

$ file ./hello
./hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

$ ./hello
Hello World

Go 提供了一個(gè)方便的 ??run?? 命令，以便你只是想看看程序是否能正常工作，并獲得預(yù)期的輸出，而不想生成一個(gè)最終的二進(jìn)制文件。請(qǐng)記住，即使你在當(dāng)前目錄中沒有看到可執(zhí)行文件，Go 仍然會(huì)在某個(gè)地方編譯并生成可執(zhí)行文件并運(yùn)行它，然后把它從系統(tǒng)中刪除。我將在本文后面的章節(jié)中解釋。

$ go run hello.go
Hello World

$ ls
hello.go

模仿編譯而不產(chǎn)生可執(zhí)行文件

假設(shè)你不想編譯程序并產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際的二進(jìn)制文件，但你確實(shí)想看到這個(gè)過程中的所有步驟。你可以通過使用 ??-n?? 這個(gè)構(gòu)建選項(xiàng)來做到這一點(diǎn)，該選項(xiàng)會(huì)打印出通常的執(zhí)行步驟，而不會(huì)實(shí)際創(chuàng)建二進(jìn)制文件。

$ go build -n hello.go

保存臨時(shí)目錄

很多工作都發(fā)生在 ??/tmp?? 工作目錄中，一旦可執(zhí)行文件被創(chuàng)建和運(yùn)行，它就會(huì)被刪除。但是如果你想看看哪些文件是在編譯過程中創(chuàng)建的呢？Go 提供了一個(gè) ??-work?? 選項(xiàng)，它可以在編譯程序時(shí)使用。??-work?? 選項(xiàng)除了運(yùn)行程序外，還打印了工作目錄的路徑，但它并不會(huì)在這之后刪除工作目錄，所以你可以切換到該目錄，檢查在編譯過程中創(chuàng)建的所有文件。

$ go run -work hello.go
WORK=/tmp/go-build3209320645
Hello World

$ find /tmp/go-build3209320645
/tmp/go-build3209320645
/tmp/go-build3209320645/b001
/tmp/go-build3209320645/b001/importcfg.link
/tmp/go-build3209320645/b001/exe
/tmp/go-build3209320645/b001/exe/hello

$ /tmp/go-build3209320645/b001/exe/hello
Hello World

其他編譯選項(xiàng)

如果說，你想手動(dòng)編譯程序，而不是使用 Go 的 ??build?? 和 ??run?? 這兩個(gè)方便的命令，最后得到一個(gè)可以直接由你的操作系統(tǒng)（這里指 Linux）運(yùn)行的可執(zhí)行文件。那么，你該怎么做呢？這個(gè)過程可以分為兩部分：編譯和鏈接。你可以使用 ??tool?? 選項(xiàng)來看看它是如何工作的。

首先，使用 ??tool compile?? 命令產(chǎn)生結(jié)果的 ??ar?? 歸檔文件，它包含了 ??.o?? 中間文件。接下來，對(duì)這個(gè) ??hello.o?? 文件執(zhí)行 ??tool link?? 命令，產(chǎn)生最終的可執(zhí)行文件，然后你就可以運(yùn)行它了。

$ go tool compile hello.go

$ file hello.o
hello.o: current ar archive

$ ar t hello.o
__.PKGDEF
_go_.o

$ go tool link -o hello hello.o

$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

$ ./hello
Hello World

如果你想進(jìn)一步查看基于 ??hello.o?? 文件產(chǎn)生可執(zhí)行文件的鏈接過程，你可以使用 ??-v?? 選項(xiàng)，它會(huì)搜索每個(gè) Go 可執(zhí)行文件中包含的 ??runtime.a?? 文件。

$ go tool link -v -o hello hello.o
HEADER = -H5 -T0x401000 -R0x1000
searching for runtime.a in /usr/lib/golang/pkg/linux_amd64/runtime.a
82052 symbols, 18774 reachable
        1 package symbols, 1106 hashed symbols, 77185 non-package symbols, 3760 external symbols
81968 liveness data

交叉編譯選項(xiàng)

現(xiàn)在我已經(jīng)解釋了 Go 程序的編譯過程，接下來，我將演示 Go 如何通過在實(shí)際的 ??build?? 命令之前提供 ??GOOS?? 和 ??GOARCH?? 這兩個(gè)環(huán)境變量，來允許你構(gòu)建針對(duì)不同硬件架構(gòu)和操作系統(tǒng)的可執(zhí)行文件。

這有什么用呢？舉個(gè)例子，你會(huì)發(fā)現(xiàn)為 ARM（arch64）架構(gòu)制作的可執(zhí)行文件不能在英特爾（x86_64）架構(gòu)上運(yùn)行，而且會(huì)產(chǎn)生一個(gè) Exec 格式錯(cuò)誤。

下面的這些選項(xiàng)使得生成跨平臺(tái)的二進(jìn)制文件變得小菜一碟：

$ GOOS=linux GOARCH=arm64 go build hello.go

$ file ./hello
./hello: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

$ ./hello
bash: ./hello: cannot execute binary file: Exec format error

$ uname -m
x86_64

你可以閱讀我之前的博文，以更多了解我在 ??使用 Go 進(jìn)行交叉編譯?? 方面的經(jīng)驗(yàn)。

查看底層匯編指令

源代碼并不會(huì)直接轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行文件，盡管它生成了一種中間匯編格式，然后最終被組裝為可執(zhí)行文件。在 Go 中，這被映射為一種中間匯編格式，而不是底層硬件匯編指令。

要查看這個(gè)中間匯編格式，請(qǐng)?jiān)谑褂?nbsp;??build?? 命令時(shí)，提供 ??-gcflags?? 選項(xiàng)，后面跟著 ??-S??。這個(gè)命令將會(huì)顯示使用到的匯編指令：

$ go build -gcflags="-S" hello.go
# command-line-arguments
"".main STEXT size=138 args=0x0 locals=0x58 funcid=0x0
        0x0000 00000 (/test/hello.go:5) TEXT    "".main(SB), ABIInternal, $88-0
        0x0000 00000 (/test/hello.go:5) MOVQ    (TLS), CX
        0x0009 00009 (/test/hello.go:5) CMPQ    SP, 16(CX)
        0x000d 00013 (/test/hello.go:5) PCDATA  $0, $-2
        0x000d 00013 (/test/hello.go:5) JLS     128

<< snip >>

你也可以使用 ??objdump -s?? 選項(xiàng)，來查看已經(jīng)編譯好的可執(zhí)行程序的匯編指令，就像下面這樣：

$ ls
hello  hello.go

$ go tool objdump -s main.main hello
TEXT main.main(SB) /test/hello.go
  hello.go:5            0x4975a0                64488b0c25f8ffffff      MOVQ FS:0xfffffff8, CX                  
  hello.go:5            0x4975a9                483b6110                CMPQ 0x10(CX), SP                       
  hello.go:5            0x4975ad                7671                    JBE 0x497620                            
  hello.go:5            0x4975af                4883ec58                SUBQ $0x58, SP                          
  hello.go:6            0x4975d8                4889442448              MOVQ AX, 0x48(SP)                       

<< snip >>

分離二進(jìn)制文件以減少其大小

Go 的二進(jìn)制文件通常比較大。例如, 一個(gè)簡單的 “Hello World” 程序?qū)?huì)產(chǎn)生一個(gè) 1.9M 大小的二進(jìn)制文件。

$ go build hello.go
$
$ du -sh hello
1.9M    hello
$
$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped
$

為了減少生成的二進(jìn)制文件的大小，你可以分離執(zhí)行過程中不需要的信息。使用 ??-ldflags?? 和 ??-s -w?? 選項(xiàng)可以使生成的二進(jìn)制文件略微變小為 1.3M。

$ go build -ldflags="-s -w" hello.go
$
$ du -sh hello
1.3M    hello
$
$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, stripped
$