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Go入門
- 1. Go入門 ver. 2017/04 The Go gopher was designed by Renee French. The gopher stickers was made by Takuya Ueda. Licensed under the Creative Commons 3.0 Attributions license.
- 2. アジェンダ ■ 自己紹介 ■ Goの紹介 ■ Goの基本 ■ 型・メソッド・インタフェース ■ ゴールーチン・チャネル ■ ネットワークプログラミング ■ go test と testingパッケージ ■ ハンズオン 2
- 3. 自己紹介 上田拓也 twitter: @tenntenn ■ コミュニティ活動 Google Cloud Platform User Group (GCPUG) Tokyo Goビギナーズ golang.tokyo Go Conference 3
- 4. Goの紹介 ● Goとは？ ● Goの特徴 ● Goを勉強するには？ 4
- 5. Goとは？ Googleが開発しているプログラミング言語 ■ 特徴 ● シングルバイナリ・クロスコンパイル ● 強力でシンプルな言語設計と文法 ● 並行プログラミング ● 豊富な標準ライブラリ群 ● 周辺ツールの充実 Goの紹介／Goとは？ 5
- 6. Goの特徴 − シングルバイナリ・クロスコンパイル − ■ 環境変数のGOOSとGOARCHを指定する 開発環境とは違うOSやアーキテクチャ向けに クロスコンパイルできる Goの紹介／Goの特徴 − シングルバイナリ・クロスコンパイル − 6 # Windows(32ビット)向けにコンパイル $ GOOS=windows GOARCH=386 go build # Linux(64ビット)向けにコンパイル $ GOOS=linux GOARCH=amd64 go build シングルバイナリになるので 動作環境を用意しなくてよい go buildはコンパイルするコマンド
- 7. Goの特徴 − 強力でシンプルな言語設計と文法 − ■ スクリプト言語の書きやすさ ● 冗長な記述は必要ない ■ 型のある言語の厳密さ ● 曖昧な記述はできない ■ 考えられたシンプルさ ● 機能を増やすことで言語を拡張していくこと はしない Goの紹介／Goの特徴 − 強力でシンプルな言語設計と文法 − 7 Goに入ってはGoに従え = 言語の思想を理解しよう
- 8. Goの特徴 − 並行プログラミング − ■ ゴールーチン ● 軽量なスレッドに近いもの ● goキーワードをつけて関数呼び出し ■ チャネル ● ゴールーチン間のデータのやり取り ● 安全にデータをやり取りできる Goの紹介／Goの特徴 − 並行プログラミング − 8 チャネル ゴールーチン A ゴールーチン B データ データ go f()
- 9. Goの特徴 − 周辺ツールの充実 − ■ go tool として標準／準標準で提供 ■ サードパーティ製のツールも充実 ■ IDEによらない独立したツールとして提供 Goの紹介／Goの特徴 − 周辺ツールの充実 − 9 go build ビルドを行うコマンド go test xxxx_test.goに書かれたテスト コードの実行 go doc, godoc ドキュメント生成 gofmt, goimports コードフォーマッター golint コードチェッカー、リンター gocode コード補完
- 10. Goの特徴 − 豊富な標準ライブラリ − ■ 標準ライブラリ一覧 https://golang.org/pkg/ Goの紹介／Goの特徴 − 豊富な標準ライブラリ − 10 net/http HTTPサーバなど archive, compress zipやgzipなど crypto 暗号化 encoding JSON, XML, CSVなど html/template HTMLテンプレート os, path/filepath ファイル操作など
- 11. Goの勉強するには？ ■ コミュニティ ● gophers-slack ○ 世界中のGopherが集まるチャット ● Qiita #Go ○ Go言語の初心者が見ると幸せになれる場所 ■ 書籍 ● The Go Programing Language（日本語） ● みんなのGo言語 Goの紹介／Goの勉強するには？ 11
- 12. Goの基本 ● A Tour of Goをやろう ● for, if, switch ● Goのインストール ● GOPATH ● go tool 12
- 13. A Tour of Goをやろう ■ A Tour of Go ● Goのチュートリアル ● Web上で実行できる ● Basicsにチャレンジしてみよう Goの基本／A Tour of Goをやろう 13
- 14. 繰り返し：for ■ Goの繰り返しはforのみ Goの基本／繰り返しfor 14 // いつものfor for i := 0; i <= 100; i++ { } // while的な使い方 for i <= 100 { } // 無限ループ for { } ()はいらない
- 15. 分岐：if ■ 条件式の前に代入文などが書ける Goの基本／分岐：if 15 // いつものif if a == 0 { } // 代入文を書く if a := f(); a > 0 { fmt.Println(a) } else { fmt.Println(2*a) } ()はいらない
- 16. 分岐：switch ■ caseに式が書ける ■ breakは書かなくてよい Goの基本／分岐：switch 16 switch a { case 1: fmt.Println("a is 1") default: fmt.Println("default") } swtich { case a == 1: fmt.Println("a is 1") } caseをまたぐ際には、 fallthroughを使う 何もしないと breakになる
- 18. GOPATH ■ GOPATHとは？ Goのソースコードやビルドされたファイルが入るパス。 importされるパッケージもここから検索される。 Goの基本／GOPATH 18 $GOPATH ├── bin │ └── fuga ├── pkg │ └── darwin_amd64 │ └── hoge.a └── src ├── fuga │ └── main.go └── hoge └── hoge.go ビルドされた実行可能ファイルが入る ビルドされたパッケージが入る。 pkg/GOARCH/pkgname.a mainパッケージのGoソース。 src/cmdname/*.go 自作パッケージのGoソース。 src/pkgname/*.go
- 19. go tool − go install − ■ go install ビルドして、GOPATH以下に配置するコマンド。 Goの基本／go tool − go install − 19 $ export GOPATH=`pwd` $ go install fuga $GOPATH ├── bin │ └── fuga ├── pkg │ └── darwin_amd64 │ └── hoge.a └── src ├── fuga │ └── main.go └── hoge └── hoge.go go install によって生成されたファイル 手元で試してみよう！ （src/fugaとsrc/hogeだけを使用）
- 20. go tool − go get − ■ go get パッケージをダウンロードしてビルドしてGOPATH以下に配置 するコマンド。 Goの基本／go tool − go install − 20 $ export GOPATH=`pwd` $ go get github.com/nsf/termbox-go └── src └── github.com ├── mattn │ └── go-runewidth │ ... │ └── runewidth_windows.go └── nsf └── termbox-go ... └── terminfo_builtin.go 依存するパッケージも インストールされる . ├── pkg │ └── darwin_amd64 │ └── github.com │ ├── mattn │ │ └── go-runewidth.a │ └── nsf │ └── termbox-go.a 手元で試してみよう！
- 21. 型・メソッド・インタフェース ● 型の種類 ● 配列・スライス・マップ・構造体 ● type ● メソッド・インタフェース ● 埋め込み 21
- 22. 型の種類 型・メソッド・インタフェース／型の種類 22 組み込み型 int, float64, string など 配列 [100]int など 要素の型と要素数は固定 スライス []int など 要素の型、要素数は可変。 マップ map[string]int など 連想配列。 構造体 struct { a int } など フィールドのリストを持つ インタフェース interface { m() int } など メソッドのリストを持つ
- 23. 配列 −1− [要素数]要素の型 型・メソッド・インタフェース／配列 −1− 23 var a [3]int a[1] = 10 b := [...]int{1, 2, 3} for i, n := range b { fmt.Println(i,"/",len(b),"=>", n) } Playgroundで動かす 要素数が違えば別の型 ...で初期値の要素に合わせる 添字と値で繰り返せる
- 24. 配列 −2− 値でコピーされる 型・メソッド・インタフェース／配列 −2− 24 a := [3]int{1, 2, 3} b := a a[0] = 10 for i := range a { fmt.Println(a[i], b[i]) } 参照がコピーされる わけではない 10, 1 2, 2 3, 3 関数に渡した場合も 同様に値がコピーされる Playgroundで動かす 2つ目は省略可
- 25. スライス −1− []要素の型 make([]要素の型, 要素数[, キャパシティ]) 型・メソッド・インタフェース／スライス −1− 25 a := make([]int, 3, 10) fmt.Println(a, len(a), cap(a)) b := []int{1, 2, 3} for i, n := range b { fmt.Println(i,"/",len(b),"=>", n) } Playgroundで動かす スライスでもrangeは使える
- 26. スライス −2− スライスの背後には配列がある 型・メソッド・インタフェース／スライス −2− 26 a := [...]int{1, 2, 3, 4} b := a[1:3] fmt.Println(b, len(b), cap(b)) Playgroundで動かす 1 2 3 4 a[0] a[1] a[2] a[3] b[0] b[1] len(b) = 2 cap(b) = 3配列 スライス
- 27. スライス −3− append(スライス, 要素...) スライス 型・メソッド・インタフェース／スライス −3− 27 var a []int // nil for i := 0; i <= 10; i++ { a = append(a, i * 10) fmt.Println(len(a), cap(a), a) } Playgroundで動かす appendした際にcapを 超えた場合は 新しく配列が確保される
- 28. スライス −4− ■ 課題１ 配列とスライスをそれぞれ関数の引数や戻り値に した場合の挙動の違いを考えてみよう。 ■ 課題２ スライスへの任意位置への挿入、削除を実装して みよう。 型・メソッド・インタフェース／スライス −4− 28 // スライスaとbを結合 c := append(a, b...) Playgroundで動かす 可変長引数に スライスを展開
- 29. マップ map[キーの型]値の型 make(map[キーの型]値の型[, キャパシティ]) 型・メソッド・インタフェース／マップ 29 a := make(map[string]int) a["c"] = 100 n, ok := a["c"] fmt.Println(n, ok) b := map[string]int{"c":2, "d":4} for k, v := range b { fmt.Println(k, v) } Playgroundで動かす 値が存在すればnはその値、okはtrue 存在しなければ、nはゼロ値、okはfalse キーと値で繰り返せる
- 30. 構造体 フィールドのリストを持つデータ構造。 フィールドの型は任意の型を指定できる。 構造体のゼロ値は、フィールドすべてがゼロ値の構造体。 型・メソッド・インタフェース／構造体 30 a := struct{ N int s string }{ N: 100, s: "hoge", } fmt.Printf("%#vn", a) fmt.Println(a.N, a.s) Playgroundで動かす 構造体リテラル 型情報 フィールド
- 31. typeを使った型の作成 type <型名> <型リテラル>|<既存の型> 型・メソッド・インタフェース／typeを使った型の作成 31 // 組み込み型に名前をつける type Int int // 他のパッケージの型に名前をつける type MyWriter io.Writer // 型リテラルに名前をつける type Person struct { Name string } intとIntは別の型として扱われる
- 32. typeで名前が付けれるもの ■ 組み込み型 int, float64, string など ■ 型リテラル 構造体、インタフェース、 マップ、スライス、チャネル、関数 など ■ 名前付きの型 パッケージの内外で作った型 型・メソッド・インタフェース／typeで名前を付けれるもの 32 別の型として再定義できる
- 33. メソッド −1− type で定義した型はメソッドのレシーバにできる 型・メソッド・インタフェース／メソッド −1− 33 type Hex int func (h Hex) String() string { return fmt.Sprintf("%x", int(h)) } // 100をHex型として代入 var hex Hex = 100 // Stringメソッドを呼び出す fmt.Println(hex.String()) Playgroundで動かす
- 34. メソッド −2− ■ レシーバにできるもの ● 名前の付いた型 typeで定義したもの ● パッケージ内の型のみ パッケージ外の型はtypeで再定義する ● ポインタ型も含む レシーバに変更を与えたい場合 レシーバも引数と同じ扱い 型・メソッド・インタフェース／メソッド −2− 34 type Hex int など type S bufio.Scanner など func (p *Hoge) M() { ... } など
- 35. メソッド −3− ■ 課題３ 関数にメソッドを設けてみよう。 var f func(string) int ■ 課題４ レシーバをポインタにしてみてレシーバに変更を与 えてみよう。構造体以外も試してみよう。 ■ 課題５ レシーバがnilの場合の挙動を試してみよう。 型・メソッド・インタフェース／メソッド −3− 35
- 36. インタフェース ● メソッドのリストを持つ ● メソッドのリストがインタフェースで規定しているものと一致 する型はインタフェースを実装していることになる 型・メソッド・インタフェース／インタフェース 36 var s interface { String() string } s = Hex(100) fmt.Println(s.String()) type Hex int func (h Hex) String() string { return fmt.Sprintf("%x", int(h)) } Playgroundで動かす インタフェースを実装していることになる
- 37. 型とメソッドとインタフェース ■ 既存の型にもインタフェースを実装 ● 後づけで実装させる ● メソッドリストさえ一致してればよい ■ 構造体以外も実装可能 ● typeで宣言すればメソッドが設けられる ● メソッドリストさえ一致してればよい 型・メソッド・インタフェース／型とメソッドとインタフェース 37
- 38. インタフェースの活用 ■ 1つのメソッドしか持たない ● io.Writer: Writeメソッド ● io.Reader: Readメソッド ■ 標準パッケージで多く使われている ● fmt, net, bytes, encoding, bufio, os ... ● ファイルやネットワークのコネクション ● 抽象度の高いインタフェース 型・メソッド・インタフェース／インタフェースの活用 38 インタフェースは Goの良い言語機能の１つ
- 39. インタフェース ■ 課題６ interface{} という型はどういう特徴を持つ型 か説明してください。 ■ 課題７ インタフェース型を１つ作り、組み込み型、構造体 型、関数型にそれぞれ実装させてみましょう。ま た、作ったインタフェース型を引数に取る関数を 作ってみましょう。 型・メソッド・インタフェース／インタフェース 39
- 40. 型アサーション インタフェース.(型) インタフェース型の値を任意の型にキャストする。第2戻り値に キャストできるかどうかが返る。 型・メソッド・インタフェース／型アサーション 40 var v interface{} v = 100 n,ok := v.(int) fmt.Println(n, ok) s,ok := v.(string) fmt.Println(s, ok) Playgroundで動かす
- 41. 型スイッチ 型によって処理をスイッチする 型・メソッド・インタフェース／型スイッチ 41 var i interface{} i = 100 switch v := i.(type) { case int: fmt.Println(v*2) case string: fmt.Println(v+"hoge") default: fmt.Println("default") } Playgroundで動かす インタフェース i = "hoge" も試してみよう
- 42. 埋め込み −1− 構造体に匿名フィールドを埋め込む機能 型・メソッド・インタフェース／埋め込み −1− 42 type Hoge struct { N int } // Fuga型にHoge型を埋め込む type Fuga struct { Hoge // 名前のないフィールドになる }
- 43. 埋め込み −2− 埋め込んだ値に移譲（継承とは違う） 型・メソッド・インタフェース／埋め込み −2− 43 type Hoge struct {N int} type Fuga struct {Hoge} f := Fuga{Hoge{N:100}} // Hoge型のフィールドにアクセスできる fmt.Println(f.N) // 型名を指定してアクセスできる fmt.Println(f.Hoge.N) Playgroundで動かす
- 44. 埋め込みの特徴 ■ 型リテラルでなければ埋め込められる ● typeで定義したものや組み込み型 ● インタフェースも埋め込められる ■ インタフェースの実装 埋め込んだ値のメソッドもカウント 型・メソッド・インタフェース／埋め込みの特徴 44 // Stringerを実装 type Hex int func (h Hex) String() string { return fmt.Sprintf("%x", int(h)) } // Hex2もStringerを実装 type Hex2 struct {Hex} type Stringer interface { String() string } Playgroundで動かす
- 45. インタフェースと埋め込み ■ 既存のインタフェースの振る舞いを変える 型・メソッド・インタフェース／インタフェースと埋め込み 45 type Hoge interface{M();N()} type fuga struct {Hoge} func (f fuga) M() { fmt.Println("Hi") f.Hoge.M() // 元のメソッドを呼ぶ } func HiHoge(h Hoge) Hoge { return fuga{h} // 構造体作る } Mの振る舞いを変える
- 46. インタフェースと埋め込み ■ 課題８ 以下のコードは有効でしょうか？Playgroundで動 かして確認しましょう。 ■ 課題９ 前のスライドの例を実際にPlaygroundで動かして 挙動を確認しよう。 型・メソッド・インタフェース／インタフェースと埋め込み 46 type Hoge struct {N int} type Fuga struct {Hoge} f := Fuga{Hoge{100}} var _ Hoge = f _は変数を使用しないときに使う記法 HiHogeの戻り値の型が Hogeにできる理由は？ 参考：インタフェースの実装パターン
- 47. ゴールーチン・チャネル ● 並行と並列 ● ゴールーチン ● チャネル ● チャネルを使うパターン 47
- 48. Concurrency is not Parallelism ■ 並行と並列は別ものである by RobPike ● 並行：Concurrency ● 並列：Parallelism ■ Concurrency ● 同時にいくつかの質の異なることを扱う ■ Parallelism ● 同時にいくつかの質の同じことを扱う ゴールーチン・チャネル／Concurrency is not Parallelism 48
- 49. 並列と並行の違い ■ Concurrency 同時にいくつかの質の異なることを扱う ■ Parallelism 同時にいくつかの質の同じことを扱う ゴールーチン・チャネル／並行と並列の違い 49 本を運ぶ 本を燃やす 台車を戻す 本を積む 本を燃やす 本を燃やす 本を燃やす
- 50. ゴールーチンとConcurrency ■ ゴールーチンでConcurrencyを実現 ● 複数のゴールーチンで同時に複数のタスクをこなす ● 各ゴールーチンに役割を与えて分業する ■ 軽量なスレッドのようなもの ● LinuxやUnixのスレッドよりコストが低い ● 1つのスレッドの上で複数のゴールーチンが動く ■ ゴールーチンの作り方 ● goキーワードをつけて関数を呼び出す ゴールーチン・チャネル／ゴールーチンとConcurrency 50 複数のコアで動くとは限らない go f()
- 51. 無名関数とゴールーチン ゴールーチン・チャネル／無名関数とゴールーチン 51 package main import "fmt" import "time" func main() { go func() { fmt.Println("別のゴールーチン") }() fmt.Println("mainゴールーチン") time.Sleep(50*time.Millisecond) } Sleepしないとすぐに終了する http://play.golang.org/p/jy1HWriRTS
- 52. ゴールーチン間のデータのやりとり −1− ゴールーチン・チャネル／ゴールーチン間のデータのやりとり −1− 52 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1()
- 53. ゴールーチン間のデータのやりとり −2− ゴールーチン・チャネル／ゴールーチン間のデータのやりとり −2− 53 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1() 変数v print(v) v = 100 共有の変数を使う？
- 54. ゴールーチン間で共有の変数を使う ゴールーチン・チャネル／ゴールーチン間で共有の変数を使う 54 func main() { done := false go func() { time.Sleep(3 * time.Second) done = true }() for !done { time.Sleep(time.Millisecond) } fmt.Println("done!") } 共有の変数を使う http://play.golang.org/p/mGSOaq4mcr
- 55. ゴールーチン間のデータ競合 −1− ゴールーチン・チャネル／ゴールーチン間のデータ競合 −1− 55 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1() 変数v print(v) v = 100 処理順序が保証されない 競合
- 56. ゴールーチン間のデータ競合 −2− ゴールーチン・チャネル／ゴールーチン間のデータ競合 −2− 56 n := 1 go func() { for i := 2; i <= 5; i++ { fmt.Println(n, "*", i) n *= i time.Sleep(100) } }() http://play.golang.org/p/yqk82u0E4V for i := 1; i <= 10; i++ { fmt.Println(n, "+", i) n += 1 time.Sleep(100) } 競合
- 57. データ競合の解決 ■ 問題点 ● どのゴールーチンが先にアクセスするか分からない ● 値の変更や参照が競合する ■ 解決方法 ● 1つの変数には1つのゴールーチンからアクセスする ● チャネルを使ってゴールーチン間で通信をする ● またはロックをとる（syncパッケージ） ゴールーチン・チャネル／データ競合の解決 57 "Do not communicate by sharing memory; instead, share memory by communicating"
- 58. チャネルとは？ ゴールーチン・チャネル／チャネルとは？ 58 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1() ch<-100<-ch チャネル 100
- 59. チャネルの特徴 ■ 送受信できる型 ● チャネルを定義する際に型を指定する ■ バッファ ● チャネルにバッファを持たせることができる ● 初期化時に指定できる ● 指定しないと容量0となる ■ 送受信時の処理のブロック ● 送信時にチャネルのバッファが一杯だとブロック ● 受信時にチャネル内が空だとブロック ゴールーチン・チャネル／チャネルの特徴 59
- 62. チャネルの基本 −1− ゴールーチン・チャネル／チャネルの基本 −1− 62 ■ 初期化 ■ 送信 ■ 受信 ch1 := make(chan int) ch2 := make(chan int, 10) n1 := <-ch1 n2 := <-ch2 + 100 容量を指定 ch1 <- 10 ch2 <- 10 + 20 受け取られるまでブロック 一杯であればブロック 送信されまでブロック 空であればブロック make(chan int, 0)と同じ
- 63. チャネルの基本 −2− ゴールーチン・チャネル／チャネルの基本 −2− 63 func main() { done := make(chan bool) // 容量0 go func() { time.Sleep(time.Second * 3) done <- true }() <-done fmt.Println("done") } 送信されるまでブロック http://play.golang.org/p/k0sMCYe4PA
- 64. 複数のチャネルから同時に受信 ゴールーチン・チャネル／複数のチャネルから同時に受信 64 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1() チャネル-1 チャネル-2 ブロック ブロックされるので 同時に送受信出来ない？
- 65. select - case −1− ゴールーチン・チャネル／select-case −1− 65 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1() チャネル-1 チャネル-2 ブロックされるので 同時に送受信出来ない？ select
- 66. select - case −2− ゴールーチン・チャネル／select - case −2− 66 func main() { ch1 := make(chan int) ch2 := make(chan string) go func() { ch1<-100 }() go func() { ch2<-"hi" }() select { case v1 := <-ch1: fmt.Println(v1) case v2 := <-ch2: fmt.Println(v2) } } 先に受信した方を処理 http://play.golang.org/p/moVwtEdQIv
- 67. nilチャネル ゴールーチン・チャネル／nilチャネル 67 func main() { ch1 := make(chan int) var ch2 chan string go func() { ch1<-100 }() go func() { ch2<-"hi" }() select { case v1 := <-ch1: fmt.Println(v1) case v2 := <-ch2: fmt.Println(v2) } } nilの場合は無視される ゼロ値はnil http://play.golang.org/p/UcqW6WH0XT
- 68. ファーストクラスオブジェクト ■ チャネルはファーストクラスオブジェクト ● 変数に入れれる ● 引数に渡す ● 戻り値で返す ● チャネルのチャネル ■ timeパッケージ ゴールーチン・チャネル／ファーストクラスオブジェクト 68 http://golang.org/pkg/time/#After chan chan int など // 5分間待つ <-time.After(5 * time.Minute) 5分たったら現在時刻が 送られてくるチャネルを返す
- 69. チャネルを引数や戻り値にする ゴールーチン・チャネル／チャネルを引数や戻り値にする 69 func makeCh() chan int { return make(chan int) } func recvCh(recv chan int) int { return <-recv } func main() { ch := makeCh() go func() { ch <- 100 } fmt.Println(recvCh(ch)) } http://play.golang.org/p/UcqW6WH0XT
- 70. 双方向チャネル ゴールーチン・チャネル／双方向チャネル 70 func makeCh() chan int { return make(chan int) } func recvCh(recv chan int) int { go func() { recv <- 200 }() return <-recv } func main() { ch := makeCh() go func() { ch <- 100 }() fmt.Println(recvCh(ch)) } http://play.golang.org/p/6gU92C6Q2v 間違った使い方ができる
- 71. 単方向チャネル ゴールーチン・チャネル／単方向チャネル 71 func makeCh() chan int { return make(chan int) } func recvCh(recv <-chan int) int { return <-recv } func main() { ch := makeCh() go func(ch chan<- int) { ch <- 100 }(ch) fmt.Println(recvCh(ch)) } http://play.golang.org/p/pY4u1PU3SU 受信専用のチャネル 送信専用のチャネル
- 73. Concurrencyの実現 ■ 複数のゴールーチンで分業する ● タスクの種類によってゴールーチンを作る ● Concurrencyを実現 ■ チャネルでやりとりする ● ゴールーチン間はチャネルで値を共有する ● 複雑すぎる場合はロックを使うことも ■ for-selectパターン ● ゴールーチンごとに無限ループを作る ● メインのゴールーチンはselectで結果を受信 ゴールーチン・チャネル／Concurrencyの実現 73
- 74. for-selectパターン −1− ゴールーチン・チャネル／for-selectパターン −1− 74 ゴールーチン-main ゴールーチン-2 go f2() ゴールーチン-1 go f1() チャネル-1 チャネル-2 select for{}for{} 各ゴールーチンで 無限ループを作る
- 76. GopherでConcurrency ■ 課題１１ 前のスライドのGopherたちが本を燃やす様子をプログラムで表 現してみてください。なお、1冊の本を燃やしたり、本を積んだ り、台車を運んだりするのに、それなりに時間がかかることを想 定し、適度にtime.Sleepで処理を止めて見ましょう。 ■ 課題１２ 課題１１で燃やす本の量をどんどん増やした場合に、どうス ケールすれば処理速度を落とさずに本を燃やせるでしょうか？ ゴールーチン・チャネル／GopherでConcurrency 76 # データ競合のチェック go run -race main.go
- 78. netパッケージ −サーバ− ネットワークプログラミング／netパッケージ −サーバー− 78 p, a := "tcp", ":8080" ln, err := net.Listen(p, a) if err != nil {...} for { conn, err := ln.Accept() if err != nil {...} go handle(conn) } エラー処理 エラー処理
- 79. netパッケージ −クライアント− ネットワークプログラミング／netパッケージ −クライアント− 79 p, a := "tcp", ":8080" conn, err := net.Dial(p, a) if err != nil {...} // 書き込み fmt.Fprintln(conn, "hello") エラー処理 手元で試してみよう！ （クライアント、サーバ） グループチャットも 作ってみよう！ （プログラミング言語Goの8.10も参考になります。）
- 80. net/httpパッケージ ネットワークプログラミング／net/httpパッケージ 80 h := func( w http.ReponseWriter, r *http.Request) { fmt.Fprintf(w, "hello") } http.HandleFunc("/hello", h) const a = ":8080" http.ListenAndServe(a, nil) 手元で試してみよう！
- 83. go test とtestingパッケージ ● go test ● testingパッケージ ● コードの品質とGo 83
- 84. go test go test と testingパッケージ／go test 84 ■ testを行うためコマンド _testというサフィックスの付いた goファイルを対象にしてテストを実行 # mypkgのテスト行う $ go test mypkg ok mypkg 0.007s # 失敗する場合 $ go test mypkg --- FAIL: TestHex_String (0.00s) hex_test.go:11: expect="a" actual="A" FAIL FAIL mypkg 0.008s hex.go ⇒ hex_test.go
- 85. go testのオプション（一部） ■ -v 詳細を表示する。 ■ -cpu 実行する並列度を指定する。 複数のコアを使ったテストができる。 ■ -race データの競合が起きないかテストする。 ■ -cover カバレッジを取得する。 go test と testingパッケージ／go testのオプション（一部） 85
- 86. testingパッケージ ■ テストを行うため機能を提供するパッケージ *testing.T型のメソッド使う。 go test と testingパッケージ／testingパッケージ 86 package mypkg_test import "testing" import "mypkg" func TestHex_String(t *testing.T) { expect := "a" actual := mypkg.Hex(10).String() if actual != expect { t.Errorf(`expect="%s" actual="%s"`, expect, actual) } } type Hex int func (h Hex) String() string { return fmt.Sprintf("%x", int(h)) } mypkg.go mypkg_test.go
- 87. testingパッケージでできること ■ 失敗理由を出力してテストを失敗させる Error(), Errorf(), Fatal(), Fatalf() ■ テストの並列実行 Parallel() go testの-parallelオプションで並列数を指定 ■ ベンチマーク *testing.B型を使う ■ ブラックボックステスト testing/quickパッケージ go test と testingパッケージ／testingパッケージでできること 87
- 88. testingパッケージでできないこと ■ アサーションはない 自動でエラーメッセージを作るのではなく、 ひとつずつErrorfを使って自前で作る ■ テストはGoで書く テストのための新しいミニ言語を作らない ■ 比較演算子だけはツライのでは？ reflect.DeepEqualを使うと良い go test と testingパッケージ／testingパッケージでできないこと 88 かなり薄いテストパッケージ
- 89. Go Mock ■ インタフェースのモックを作るツール github.com/golang/mock/gomock メソッドが呼ばれているかなどがテストできる。 標準パッケージではなく、サブプロジェクト。 func TestSample(t *testing.T) { ctrl := gomock.NewController(t) defer ctrl.Finish() m := mock.NewMockSample(ctrl) m.EXPECT().Method("hoge").Return(1) t.Log("result:", m.Method("hoge")) } 参考：Go Mockでインタフェースのモックを作ってテストする go test と testingパッケージ／Go Mock 89
- 90. Goのコンセプト ■ 実現する手段は少ないほうが良い 機能が増えると複雑さが増える。 ■ 暗黙的で曖昧な記述をさせない エラーにつながる，暗黙の型変換や 不使用の変数等の宣言は許さない。 ■ 不要なものは避ける 不要な型の宣言の排除など， タイプ数をできるだけ減らすように。 ■ コンセプトに一貫性を持たせる コンセプトにずれる言語仕様は入れない。 go test と testingパッケージ／Goのコンセプト 90 “Simplicity is Complicated” by Rob Pike
- 91. シンプルさと強力さ ■ シンプルな機能を組み合わせる シンプルな機能を組み合わせて，複雑な問題に対処する ⇒シンプルだが強力さも十分ある go test と testingパッケージ／シンプルさと強力さ 91 シンプル 簡潔さ 強力さ 表現力 品質の良いコードが作りやすい
- 92. Goのコード品質を高める要素 ■ シンプルな文法と言語設計 可読性の高い文法と複雑になりにくい言語仕様。 ■ 型階層がない 複雑な型の階層が存在せず不要な型ができにくい。 ■ コンパイルによるエラー検出 静的型付け言語なのでバグがコンパイル時に分かる。 バグになり得る箇所がコンパイルエラーになる。 （型不一致，未使用の変数など） ■ コードフォーマッタ 標準のコードフォーマッタ（gofmt）がある。 ■ テスト 標準のテストツール（go test）がある go test と testingパッケージ／Goのコード品質を高める要素 92
- 93. コンパイルエラーになるもの −1− ■ 型の不一致 go test と testingパッケージ／コンパイルエラーになるもの −1− 93 var n int = 100 var m float64 = 1.5 // エラー var a int = n + m // OK var b int = n + int(m)
- 94. コンパイルエラーになるもの −2− ■ 未使用の変数／パッケージ go test と testingパッケージ／コンパイルエラーになるもの −2− 94 import ( "fmt" // エラー _ "io" // OK ) func main() { var n int = 100 // エラー _ = 200 // OK }
- 95. コンパイルエラーになるもの −3− ■ インタフェースの未実装（型の不一致） go test と testingパッケージ／コンパイルエラーになるもの −3− 95 type Hex int func (h Hex) Str() string { return fmt.Sprintf("%x", int(h)) } // エラー var _ fmt.Stringer = Hex(100) type Stringer interface { String() string }
- 96. コンパイルエラーになるもの −4− ■ 曖昧な記述 go test と testingパッケージ／コンパイルエラーになるもの −4− 96 type Hoge struct{ N int } type Piyo struct{ N int } type Foo struct { Hoge Piyo } func main() { f := Foo{Hoge{100}, Piyo{200}} fmt.Println(f.N) // エラー fmt.Println(f.Hoge.N) // OK }
- 97. Goとテスト ■ 言語のコンセプトを守る ● 実現する手段は少なく ⇒ テストの為のミニ言語を入れない。 ● 暗黙的で曖昧な記述をさせない ⇒ アサーションで自動でエラーメッセージを作らない。 コンテキストにあったエラーメッセージを作る。 ■ コンパイルエラーで検出できる コンパイルで検出できるものはテストは不要。 コンパイルでは検出できないものに集中できる。 ■ テストが良いサンプル テストがGoで書かれてるので良いサンプルになる。 go test と testingパッケージ／Goとテスト 97 FAQを読もう！
- 98. ドキュメントとテスト ■ テストされたサンプル func ExampleHex_String() { fmt.Println(mypkg.Hex(10)) // Output: a } テストファイルにExampleで始まる 関数を書くとサンプルとして扱われる。 // Output:を書くとテスト対象になる。 go test と testingパッケージ／ドキュメントとテスト 98
- 99. 言語標準ツールの強み ■ ツール間で連携が取りやすい 標準ツールなので、他のツールと連携が取りやすい ■ メンテが保証される バグが放置されたり、メンテされなかったりしない ■ みんなが共通に使う その言語を使っているユーザ間で、共通の知識になる テストツールも 言語標準のメリットは大きい go test と testingパッケージ／言語標準ツールの強み 99
- 100. 課題 ■ 課題１５ hogeパッケージのテスト書いてみましょう。 ■ 課題１６ Exapleテストを書いてみましょう。 また、godocを使ってドキュメント生成してみましょう。 go test と testingパッケージ／課題 100 # godocをインストールしよう $ go get golang.org/x/tools/cmd/godoc $ $GOPATH/bin/godoc --http=":8080"
- 102. reflectパッケージとは？ ■ 何ができるのか？ ● 実行時に型情報を取得 ● 任意の型の変数に値を入れる ● 構造体のフィールドのタグを取得する ■ どこで使われてるの？ ● encodingパッケージ ● ORマッパーなど リフレクション／reflectパッケージとは？ 102
- 103. encodingパッケージでの利用 ● JSONなどのシリアライズされたものを構造体に 変換する際に使用される type Person struct { Name string `json:"name"` Aget int `json:"age"` } { "name": "Gopher", "age": 4 } Goの構造体： JSON例： structタグで対応付ける リフレクション／encodingパッケージでの利用
- 104. templateパッケージでの利用 ● HTMLなどに任意の型の値を埋め込むために 使われる Hello, {{.Name}}!! Hello, Gopher!! Person { Name: “Gopher”, Age: 4, } テンプレート 出力 データの埋込み Execute リフレクション／templateパッケージでの利用
- 105. Value型とType型 ■ Value型 ● 任意の値を表す型 ● 値への操作をメソッドで提供 ● reflect.ValueOf()で取得できる ■ Type型 ● 任意の型を表す型 ● 型に関する操作をメソッドで提供 ● reflect.TypeOf()で取得できる 105 リフレクション／Value型とType型
- 106. 変数に値を入れる 106 var n int fmt.Println(n) // 0 vp := reflect.ValueOf(&n) v := vp.Elem() if v.CanSet() { v.SetInt(100) } fmt.Println(n) // 100 http://play.golang.org/p/HkJPjQsP8o リフレクション／変数に値を入れる
- 108. interface{}としてポインタを渡す ■ interface{}として、任意の型のポインタを受 け取る func set(p, v interface{}) { pv := reflect.ValueOf(p) // ポインタ vv := reflect.ValueOf(v) // 設定する値 pv.Elem().Set(vv) } リフレクション／interface{}としてポインタを渡す
- 109. 構造体のリフレクション 109 s := struct{ A string `k:"v"`; b int }{"a", 1} v := reflect.ValueOf(&s).Elem() println(v.FieldByName("A").CanSet()) println(v.FieldByName("b").CanSet()) f1, ok := v.Type().FieldByName("A") println(ok, f1.PkgPath, f1.Tag.Get("k")) f2, _ := v.Type().FieldByName("b") println(f2.PkgPath) http://play.golang.org/p/NkwP3KSjDu リフレクション／構造体のリフレクション
- 110. リフレクションの注意点 ■ 容易にpanicが起きる ● ValueとTypeで実体によって対応していな いメソッドを呼ぶとpanicになる ○ 例：int型の値のValueに対してLen()を呼ぶ ● Kindで適切に分岐してpanicを避ける ■ 実行時間がかかる ● 実行時に解析するのでコストが大きい ● 静的解析を用いる選択肢もある リフレクション／リフレクションの注意点
- 111. 静的解析 ● 静的解析とは？ ● Goにおける静的解析 ● 静的解析の基本 111
- 112. ソースコードの静的解析とは？ 112 ■ ソースコードを実行せずに解析すること ● ソースコードから抽象構文木(AST)などを取 得して解析する ● 静的型付け言語だと、静的解析で型情報が 取得できる ● 逆は実行して解析する動的解析 静的解析／ソースコードの静的解析とは？
- 113. Goで静的解析をすると何が嬉しいのか？ ● リファクタリングツール ○ 変数の宣言位置や使用箇所の抽出 ○ パッケージの解析 ● コードジェネレーター ○ コメントによるアノテーションの抽出 ○ コードフォーマッタ ● 処理系 ○ 抽象構文木（AST）の解析 ○ 定数の扱い 113 静的型付け言語なので 静的解析でも多くの事が知れる 静的解析／Goで静的解析をすると何が嬉しいのか？
- 114. 開発ツールとソースコードの静的解析 114 ■ 開発ツールの多くは静的解析を行っている ● gofmt/goimports ○ コードフォーマッター ● go vet/golint ○ コードチェッカー、リンター ● guru ○ 静的解析 ● gocode ○ コード補完 ● errcheck ○ エラー処理のチェック ● gorename/gomvpkg ○ リファクタリングツール 静的解析／開発ツールとソースコードの静的解析
- 115. ■ 標準パッケージで静的解析の機能を提供 goパッケージ 115 go/ast 抽象構文木（AST）を提供 go/build パッケージに関する情報を集める go/constant 定数に関する型を提供 go/doc ドキュメントをASTから取り出す go/format コードフォーマッタの機能を提供 go/importer コンパイラに適したImporterを提供 go/parser 構文解析の機能を提供 go/printer ASTの表示機能を提供 go/scanner 字句解析の機能を提供 go/token トークンに関する型を提供 go/types 型チェックに関する機能を提供 静的解析／goパッケージ
- 117. 字句解析 - go/scanner,go/token ■ 文字列をトークンにしていく ● 空白などを取り除き、意味のある単位＝トー クンにしていく作業 117 v + 1 IDENT ADD INT トークン ソースコード 静的解析／字句解析
- 118. 構文解析 - go/parser,go/ast ■ トークンを抽象構文木(AST)にしていく ● プログラムの構造を持たせる 118 v + 1 IDENT ADD INT ソースコード + v 1 BinaryExpr Ident BasicLit トークン 抽象構文木(AST) 静的解析／構文解析
- 119. 型チェック - go/types,go/constant ■ 型チェックを行う ● 識別子の解決 ● 型の推論 ● 定数の評価 119 n := 100 + 200 fmt.Println(n) 定数の評価 =300 型の推論 -> int 識別子の解決 識別子の解決 -> fmtパッケージ 静的解析／型チェック
- 120. 抽象構文木（ASt）の取得 ■ go/parserパッケージの関数を使う ● ParseExpr,ParseExprFrom ○ 式をパースする ○ ParseExprはParseExprFromを簡易版 ● ParseFile ○ ファイル単位でパースする ● ParseDir ○ ディレクトリ単位でパースする ○ 中でParseFileを呼んでいる 120 静的解析／抽象構文木（AST）の取得
- 121. 式のASTを取得する ■ 式を構文解析する ■ ParseExprFromでも書ける 121 expr, err := parser.ParseExpr(`v + 1`) if err != nil { /* エラー処理 */ } /* exprを解析する処理 */ fset := token.NewFileSet() // ファイル情報 src := []byte(`v + 1`) f := "" // ファイル名(式なので不要) m := 0 // モード（式なので不要） expr, err := parser.ParseExprFrom(fset, f, s, m) 静的解析／式のASTを取得する
- 122. token.FileSetとは？ ■ ファイル中の位置情報を記録する為の型 ● 位置情報は数値で表される ● 複数のファイル間で一意の値 ● 各ファイルのoffsetが記録されている ● パースする際に記録されていく 122 token.FileSetは出力引数として Parse系の関数に渡す 静的解析／token.FileSetとは？
- 123. ファイルからASTを取得する ■ 完全なGoのソースコードを構文解析する 123 const src = ` package main var v = 100 func main() { fmt.Println(v+1) }` fs := token.NewFileSet() f, err := parser.ParseFile(fs, "my.go", src, 0) if err != nil { /* エラー処理 */ } /* f を解析する処理 引数はparse.ExprFromと 同じ構成 srcがnilだとファイル名 でファイルを開く 解析するファイルの中身 静的解析／ファイルからASTを取得する
- 124. Hello, WorldのASTの構成 124 package main import "fmt" func main() { fmt.Println("Hello, 世界") } ast.File ast.File ast.GenDecl ast.FuncDecl ast.CallExpr Goの抽象構文木（AST）を手入力してHello, Worldを作る http://qiita.com/tenntenn/items/0cbc6f1f00dc579fcd8c Playgroundで動かす 静的解析／Hello, WorldのASTの構成
- 125. ASTをトラバースする ■ ast.Inspectを使う 125 n, _ := parser.ParseExpr(`v + 1`) ast.Inspect(n, func(n ast.Node) bool { if n != nil { fmt.Printf("%Tn", n) } return true }) printer.Fprint(os.Stdout, token.NewFileSet(), n) *ast.BinaryExpr *ast.Ident *ast.BasicLit v + 1 + v 1 構文解析 抽象構文木（AST）を探索 抽象構文木（AST）を出力 BinaryExpr Ident BasicLit Playgroundで動かす ast.Walkというのもある 静的解析／ASTをトラバースする
- 126. ASTをトラバースする ■ 再帰を使ってトラバースする 126 func traverse(n ast.Node) { switch n := n.(type) { case *ast.Indent: fmt.Println(n.Name) case *ast.BinaryExpr: traverse(n.X) traverse(n.Y) case *ast.UnaryExpr: traverse(n.X) } } 識別子の場合は名前を出力 二項演算式の場合は 各項を探索 単項演算式の場合は 項を探索 型でswitchする https://play.golang.org/p/5SOdiy420p 静的解析／ASTをトラバースする
- 127. 参考資料 ■ goパッケージで簡単に静的解析して世界を広げよう ● コードジェネレータ ○ ASTを取得する方法を調べる ○ 抽象構文木（AST）をトラバースする ○ 抽象構文木（AST）をいじってフォーマットをかける ○ Goの抽象構文木（AST）を手入力してHello, Worldを作る ○ go-app-builderのソースコードを読む ● リファクタリングツール ○ gorenameをライブラリとして使う ○ Goのスコープについて考えてみよう ○ go/typesパッケージを使い変数名をリネームしてみる ● 処理系 ○ 簡単な式の評価機を作ってみる ○ 【実践goパッケージ】文字列から複素数型の値をパースする ○ もっと楽して式の評価器を作る 127 静的解析／参考資料
- 129. ハンズオンの説明 ■ リポジトリ ● https://github.com/tenntenn/gohandson/tree/master/i mgconv/ja ■ コマンドラインツール ● ターミナルで動くプログラム ● 画像を変換するツール # 50%に縮小して、JPEGにする $ imgconv -resize 50% a.png b.jpg ハンズオン／ハンズオンの説明 129
- 130. ドキュメントを読もう ■ パッケージドキュメント ● https://golang.org/pkg ● 標準パッケージの使い方が書いてある ■ FAQ ● https://golang.org/doc/faq ● なぜGoに◯◯がないのか？など ■ 言語仕様 ● https://golang.org/ref/spec 公式ドキュメントを読もう！！ ハンズオン／ドキュメントを読もう 130
- 131. Go Playground ■ Go Playground ● http://play.golang.org/ ● Web上でGoを実行できる ● Share機能で、SNSで共有したり質問する ハンズオン／Go Playground 131