Go语言的包和依赖管理

这篇文章的知识点包括：golang的简介、golang的依赖管理、golang的包管理以及GoCenter的使用，阅读完整文相信大家对Go语言的包和依赖管理有了一定的认识。

一、背景

Go语言是Google开发的一种静态强类型、编译型、并发型，并具有垃圾回收功能的编程语言。为了方便搜索和识别，有时会将其称为Golang。自2009年11月Google正式宣布推出，成为开放源代码项目以来，Go语言已成为当今开发人员和DevOps领域最流行的语言之一, 它被用于设计和编写Kubernetes和Helm。但是，相比语言本身已经得到了广泛的普及和使用，Go语言的包管理方案却大大滞后了。
Go语言生态系统中缺少的是标准化——没有用于依赖关系管理的标准工具, 也没有标准的包格式或兼容的包仓库规范。这意味着开发人员无法使用Go语言创建可重现的构建, 这是一个相当大的问题。这些年来, 社区推出了诸如dep、godep、glide和govender等工具，试图用来处理Go语言的依赖管理, 但并未成功。2018年Google在Go1.11官方推出了Go modules，为Go语言提供了支持版本化的依赖管理方案。
Go modules现在已成为Go语言标准的依赖管理工具和包仓库规范。而GoCenter为Go modules的实现和推广提供了依赖包的公共仓库，使得Go语言的开发人员能够更为稳定和方便地开发可重复构建的Go应用程序。

二、Go语言的依赖管理

在介绍GoCenter之前，我们先简要地回顾一下Go语言依赖管理的发展历程。
Go语言在推出之初，并没有明确的依赖管理方案。只是在构建过程中通过go get命令，将用import声明的依赖从对应的源，通常是git上的项目，下载到$GOPATH/src目录下，和Go应用自身的代码放在一起。这种依靠GOPATH来管理依赖的机制带来的问题 是显而易见的，比如:
•   因源依赖包自身的变化，导致不同时间构建Go应用时go get得到的依赖实质上是不同的，即不能实现可重复的构建；
•   或者因源依赖包自身的变化，重新构建Go应用时会引入不兼容的新实现，导致Go应用无法通过编译。
因此在1.5版本以前，为了规避这个问题，通常需要将使用的依赖包手工拷贝出来。
为了实现Go应用的可重复构建，Go1.5引入了Vendor机制。Vendor机制的核心就是在GOPATH下面增加了vendor文件夹。Go应用所需的依赖都可以从依赖源fork出所需的分支，存放到vendor文件夹。当构建Go应用时，Go编译器会优先在vendor文件夹下搜索依赖的第三方包，vendor文件夹下没有才会再到$GOPATH/src下去找。这样只要开发者预先将特定版本的依赖包存放在vendor文件夹，并提交到Go 项目的code repo，那么所有人理论上都会得到同样的编译结果，从而实现可重复构建。 在Go1.5发布后的若干年，Go社区把注意力都集中在如何利用Vendor机制解决Go应用的依赖管理问题，并诞生了众多的依赖管理工具，如dep、golide、govendor等。然而，和Java的Maven、Python的Pypi、C/C++的Conan等业界成熟的依赖管理方案相比，Vender机制仍然存在许多问题，比如：
•   Vendor文件夹中的依赖包没有版本信息。这样依赖包脱离了版本管理，对于一致性管理、升级，以及问题追溯等场景，都会难以处理；
•   Vendor机制没有给出如何能够方便地得到Go项目依赖了哪些包，并将其拷贝到vendor文件夹下的方案，多数情况下还需要到不同的Git源项目里手工拷贝；
•   当依赖的包比较多的时候，vendor文件夹也会变得非常庞大。
2018年年初，Go核心Team的技术leader，也是Go Team最早期成员之一的Russ Cox在个人博客上连续发表了七篇文章，系统阐述了Go team解决“包依赖管理”的技术方案:vgo。vgo的主要思路包括：语义导入版本控制（Semantic Import Versioning）、最小版本选择（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”被社区接受，vgo的代码合并到Go主干，并将这套机制正式命名为“go modules”。由于vgo项目本身就是一个实验原型，merge到主干后，vgo这个术语以及vgo项目的使命也就此结束了。后续Go modules机制将直接在Go主干上继续演化。
Go modules机制的主要变化包括：
•   去除了饱受诟病的GOPATH的限制。Go编译器将不再到GOPATH下面的vendor或src文件夹下搜索Go应用构建依赖的第三方包；
•   Go modules机制为在同一应用repo下面的包赋予了一个新的抽象概念: 模块（module），即可重用的Go代码包，并启用一个新的文件go.mod记录模块的元信息和依赖关系。而在go.mod里明确描述了依赖包的版本信息，同一个依赖包也可以记录多个不同的版本。除了精确版本外，go.mod还支持用表达式模糊地定义依赖版本；
•   在Go modules机制下，还支持创建Go依赖包的公共仓库。这是因为应用程序包含的Go模块，必须从数千个独立的源代码存储库中解析,而每个存储库的维护纪律可能各不相同。因此,需要存在一个可公开访问的存储库，通过Go modules提供的依赖描述、解析机制，为Go的开发者提供一致的、可分享的、支持重复构建的、稳定的Go依赖包源。GoCenter就是这种Go依赖包公共仓库的重要实现。

三、GoCenter简介

GoCenter通过创建Go模块的公共中央仓库，提供可重复和快速依赖解析的依赖包管理方案，解决了Go开发人员查找和获取Go依赖包的困难。GoCenter将直接从源代码存储库获取Go项目，转变为处理和验证不可变的、具备版本控制的Go模块, 并将其免费提供给Go应用的开发人员。
GoCenter（https://gocenter.io）提供了通过公共Go代理解析模块, 包括通过托管免费服务搜索模块的能力。从创建开始, GoCenter已经包括了数千个广受欢迎的 Go项目的模块, Go开发者可以立即使用这些项目进行自己的构建。

开发人员也可以提交自己的Go项目加入GoCenter，以便将其提供给Go社区开发者，从而得到更为广泛地应用。

GoCenter这个中央仓库，提供了预先打包，以及版本化的Go模块，使得Go开发人员或团队不再需要为使用公共模块而构建自己的模块库， 从而消减了使用 Go 语言的巨大成本。
此外，如果Go开发者或团队已经有了自己的JFrog Artifactory仓库，就可以通过配置指向GoCenter的远程仓库，为重复构建提供完全的本地化控制，并可以预防访问GoCenter的网络连接问题。

四、基于GoCenter构建Go应用

要构建Go应用项目，首先需要安装Go客户端(版本1.11.0 或更新的版本) 。而安装Go之后，有三种方法可以从GoCenter解析Go模块：使用goc、使用 go 客户端，或部署本地仓库（如Artifactory)，以代理GoCenter。

1、使用goc

推荐在构建中使用GoCenter的方式是通过goc工具。goc工具包装了Go的客户端，器, 能够使用GoCenter中的包正确构建Go应用，而无需手动设置。
要安装goc，需要使用以下的curl命令，或按照goc的github主页（https://github.com/jfrog/goc）的说明：
$ curl -fL https://getgoc.gocenter.io | sh
然后, 就可以从Go项目的根目录中运行任何命令, 就像运行Go命令一样。例如:
$ goc build
goc工具自动分配GOPROXY连接GoCenter，所以能够优先从该仓库解析Go的依赖包。对于在GoCenter找不到的包，goc将会试图通过源代码控制系统来解析它们，以更好地保证成功构建Go项目。
Go客户端自身不能执行这种辅助操作（请参阅下文）， 因此至少在 GoCenter能够为大多数Go开发人员提供可能需要的所有依赖之前，仍然建议使用goc。

2、使用Go客户端

推荐在构建中使用GoCenter的方式是通过goc工具。goc工具包装了Go的客户端，器, 能够使用GoCenter中的包正确构建Go应用，而无需手动设置。
如上所述，使用GoCenter时并不建议直接利用Go客户端进行构建，因为当在GoCenter找不到相关依赖包时构建会失败。对于Go客户端这种限制的详细信息，可以参考相关的issue和修正信息（https://github.com/golang/go/issues/26334）。Go开发人员还是应该改用goc。
当然，如果在充分了解这个限制还希望使用的情况下，也是可以使用Go客户端的。
如果希望构建Go项目时从GoCenter中获取相关依赖包，需要设置GOPROXY指向GoCenter的URL，https://gocenter.io：
$ export GOPROXY=https://gocenter.io
现在就可以使用Go客户端构建Go应用了：
$ go build

3、部署代理GoCenter的私有仓库

如果使用的是如Artifactory这样的私有仓库，则只需设置GOPROXY指向该私有仓库，而把GoCenter创建为该私有仓库当中的远程仓库。
为了要在Artifactory里创建代理GoCenter的远程仓库，需要遵循以下步骤：

1. 创建新的远程仓库，并设置包类型为Go；
2. 设置远程仓库的名字，并在URL字段输入https://gocenter.io/；
3. 点击“保存 & 完成”按键。
   还可以创建虚拟仓库，用以聚合同时从本地Go仓库和远程仓库获取的Go依赖包。
   一旦在Artifactory里配置好使用GoCenter，就可以使用标准的GOPROXY方式基于Artifactory进行构建。需要注意的是，根据Artifacotry上的设置，需要适当地处理客户端的认证信息，应为当前Go客户端在获取模块时是不会发送相关认证信息的，所以处理起来是有一定难度的。因此，当使用Artifactory代理GoCenter时，建议使用JFrog CLI来构建Go应用。当配置好JFrog CLI和Artifactory的关联之后，就可以使用类似于
   “jfrog rt go build”的命令来从Artifactory获取依赖，并构建Go应用。
   使用JFrog CLI的好处是可以方便地向Artifactory上传针对特定构建而创建的依赖包，也同时内置支持生成和发布与构建过程相关的元数据。详细信息，请参考JFrog CLI的相关文档。

   五、搜索Go模块

   GoCenter首页中的搜索框可帮助按特定模块名称（例如, "虹膜"）进行搜索。当执行搜索时，GoCenter将列出与搜索名称匹配或部分匹配的模块。
   

点击列表中的某个模块，将会列出GoCenter中该模块的所有版本：

列出的版本都利用颜色编码来指示其当前的可用状态：
绿色，表示该模块版本已在GoCenter之中且处于可用状态；
红色，表示该模块版本不存在，而且不可用；
灰色，表示该模块版本正在引入的过程中，尚未可用。
搜索结果还会显示那些Go项目在相关Git代码库存在，而在GoCenter尚不存在的模块版本列表。如果有这样的缺失版本，可以通过单击“Add missing version(s)”把它们 添加到GoCenter。

六、提交自己的Go模块

如果希望将自己的Go项目添加到GoCenter，使其可被Go社区的开发人员使用，则需要提交相关的加入申请。
首先可以对希望加入的模块名执行搜索。如果相关模块并不存在，则可以单击“Add”图标来请求添加模块。一旦点击，将会看到加入申请表格。在表格中，可以输入申请加入的Go模块的URL。通过搜索该模块的结果可以查看该模块的加入进度。
GoCenter将依据以下最低标准来验证加入请求：
•   Go模块位于gihub.com或gopkg.in上的公共项目（repo）；
•   该项目没有被设置为存档状态（archived）；
•   该项目至少拥有3颗星

看完上述内容，你们对Go语言的包和依赖管理有进一步的了解吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注编程笔记行业资讯频道，感谢各位的阅读。