Go語言的誕生與發展：從Google內部到雲端革命的核心
挑戰與靈感
在21世紀中期，Google的工程師們面臨著一個令人沮喪的現實。僅僅為了測試一個單一的變更，代碼編譯就需要45分鐘或更長時間。Google的代碼庫已經變得像一張網，數千名工程師在一個龐大的存儲庫中工作，而他們的工具卻在崩潰。C++編譯耗時極長，Java佔用大量內存，Python對於系統工作來說速度太慢。多核處理器到處都是，但現有的語言使得並行編程成為一場噩夢。
在這樣的背景下，三位傳奇工程師——Robert Grezma、Rob Pike和Ken Thompson，決心打造一種新的編程語言。Pike曾在Unix和Plan 9上工作，Thompson共同創建了Unix並設計了導致C語言誕生的B語言，而Griezma在Sun公司構建了Java的虛擬機。他們不僅擁有深厚的計算機歷史背景，還擁有Google的全力支持。
他們的目標很明確：消除影響開發人員生產力的緩慢問題。正如Pike所說，Go更多地關注軟件工程，而不是編程語言研究。
語言的誕生
經過兩年的開發，2009年11月，第一個公開版本的Go發布了。它簡單、高效，旨在解決長期以來困擾工程師的挑戰。
在創建過程中，他們面臨著經典的雞和蛋問題：需要編譯器來編譯語言，但語言本身還不存在。Thompson的秘密武器是Plan 9，這是一個來自貝爾實驗室的分布式操作系統，其編譯器工具鏈精簡、快速且經過代碼測試。
團隊從用C語言編寫第一個Go編譯器開始。這個編譯器很簡單，幾乎是粗糙的，但它可以解析Go代碼並生成機器代碼。然後，他們使用這個基於C的編譯器來編譯一個用Go編寫的自身版本，這種方法稱為自舉。到2015年的Go 1.5，整個工具鏈都用Go本身編寫。
創新的運行時
Go的真正工程奇蹟在於其運行時。大多數語言要么編譯為本地代碼，速度快但複雜；要么在虛擬機上運行，如Java，靈活但速度慢。Go選擇了第三條路，構建了一個既本地又智能的運行時。
Go直接編譯為彙編代碼，但該彙編代碼鏈接到一個複雜的運行時，處理複雜的事情。運行時管理跨CPU核心的Go例程，並行運行垃圾收集，使網絡IO非阻塞，而無需編程員編寫一行線程代碼。
當Go程序發出網絡請求時，它不會阻塞整個線程。運行時會暫停該Go例程，並在等待數據時運行其他例程。這一切都是自動發生的，無需回調或asyncate關鍵字。
Go還可以交叉編譯，在Mac上編寫代碼，可以為Linux服務器、Windows機器甚至不同的CPU架構編譯。編譯器為每個目標生成正確的彙編代碼。
簡化的設計哲學
Go的創建者們採取了獨特的方法，將一切不必要的東西都去掉，將其剝離到構建大型系統所需的絕對最低限度。沒有繼承層次結構，沒有函數重載，沒有異常，甚至泛型也被砍掉了。
每個功能都必須根據一個問題來證明其存在的合理性：這對在同一代碼庫上工作的數千名團隊成員有幫助還是有害？Go最終只有25個關鍵字，而Python有35個，Java有50個，C++有60多個。
並行處理的優勢
Go將並發性作為第一公民。團隊借鑒了Tony的通信順序進程，Go程序通過輕量級Go例程之間的通道傳遞數據，而不是在線程之間共享內存。
一個Go例程只佔用2KB的棧空間，而一個Java線程佔用2MB。可以輕鬆地生成數百萬個Go例程。標準庫包括一個並行運行的垃圾收集器，在程序繼續運行時清理內存。
開源與接受度
2009年11月10日，Google將Go開源。團隊不確定編程界是否會接受這門語言，但他們希望他們關於並發性和簡單性的想法可能會影響其他語言。
反應分裂了編程世界。一些開發人員為比周圍複雜性更乾淨的東西的到來而歡呼，而另一些人則將其視為只是另一種語言，或抱怨缺少功能。但早期採用者看到了C++級別的性能和Python級別的易用性。
在Google內部，團隊開始用Go版本替換舊工具。編譯時間從幾分鐘縮短到幾秒鐘。
雲端革命的核心
2013年，Docker推出，完全用Go構建。容器在整個行業中爆發，突然間，每個人都在運行Go代碼。2014年，Google推出了同樣用Go編寫的Kubernetes。Docker和Kubernetes的組合使Go成為雲端革命的中心。
隨後，Prometheus用於監控，CD用於分布式存儲，ISTTO用於服務網格，Terraform用於基礎設施。到2024年，Go在GitHub十大語言中保持著自己的地位，為現代雲端基礎設施提供支持。
遲來的泛型
十多年來，每個Go會議都有一個問題：Go什麼時候會有泛型？團隊的回答從未改變：當我們能做好的時候。
其他語言有泛型編程，如C++中的模板和Java中的泛型。Go依靠接口和代碼生成。社區在那些錯過泛型的人和那些欣賞Go簡單性的人之間分裂。
Go團隊拒絕匆忙。他們看到了語言不小心添加功能時發生的事情。最終，在2022年3月15日，Go 1.18引入了泛型。經過13年，Go的第一個主要語言功能到來了。
與AI的結合
Go的卡通吉祥物——一個由Renee French設計的微笑藍色地鼠，成為科技界最知名的符號之一。
在2024年，37%的Go開發人員從事ML AI系統的數據管道工作，41%構建AI模型的API端點。雖然Python在AI研究中佔主導地位，但Go悄悄地為AI系統背後的基礎設施提供支持。
Go的API流量份額在2024年從8.4%躍升至12%，因為公司正在構建AI驅動的服務。
未來展望
Go的路線圖包括對現代硬件的優化，更好的CPU向量化，針對多核機器的更智能垃圾收集，以及AI工作負載的性能改進。
團隊堅持其核心原則：謹慎發展。任何新功能都必須使開發人員的生活更輕鬆，而不是更困難。
從Google內部的走廊抱怨到雲端計算的支柱，Go證明了在編程中，少即是多。這門語言的成功不是因為它有最多的功能，而是因為它有正確的功能。
在一個充滿無盡複雜性的世界中，Go將繼續發展，同時忠於使其偉大的簡單性。