GO筆記之詳解GO的編譯執行流程

上篇文章介紹了Golang在不一樣系統下的安裝，並完成了經典的Hello World案例。在這個過程當中，咱們用到了go run命令，它完成源碼從編譯到執行的整個過程。

今天來詳細介紹下這個過程。簡單理解，go run 可等價於 go build + 執行。

build命令簡述

在Golang中，build過程主要由go build執行。它完成了源碼的編譯與可執行文件的生成。

go build接收參數爲.go文件或目錄，默認狀況下編譯當前目錄下全部.go文件。在main包下執行會生成相應的可執行文件，在非main包下，它會作一些檢查，生成的庫文件放在緩存目錄下，在工做目錄下並沒有新文件生成。

新建hello案例

在正式介紹編譯流程前，再從新演示下Hello World案例，新建hello.go文件，代碼以下：

package main

import "fmt"

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

執行go build hello.go，目錄下生成可執行文件hello。執行hello，輸出Hello World。

介紹build選項

編譯流程的演示須要go build提供的幾個選項協助，執行go help build查看。以下：

$ go help build
...

-n 不執行地打印流程中用到的命令
-x 執行並打印流程中用到的命令，要注意下它與-n選項的區別
-work 打印編譯時的臨時目錄路徑，並在結束時保留。默認狀況下，編譯結束會刪除該臨時目錄。

...
複製代碼

這幾個選項也適用於go run命令。有沒有以爲和sh命令選項相似，可見計算機裏的不少知識都是相通的。

打印執行流程

使用 -n 選項在命令不執行的狀況下，查看go build的執行流程，以下：

$ go build -n hello.go
#
# command-line-arguments
#

mkdir -p $WORK/b001/
cat >$WORK/b001/importcfg << 'EOF' # internal
# import config
packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a
packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a
EOF
cd /Users/polo/Public/Work/go/src/study/basic/hello
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile -o $WORK/b001/_pkg_.a -trimpath $WORK/b001 -p main -complete -buildid fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye/fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye -goversion go1.11.1 -D _/Users/polo/Public/Work/go/src/study/basic/hello -importcfg $WORK/b001/importcfg -pack -c=4 ./hello.go
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/_pkg_.a # internal
cat >$WORK/b001/importcfg.link << 'EOF' # internal
packagefile command-line-arguments=$WORK/b001/_pkg_.a

...

packagefile internal/race=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/internal/race.a
EOF
mkdir -p $WORK/b001/exe/
cd .
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o $WORK/b001/exe/a.out -importcfg $WORK/b001/importcfg.link -buildmode=exe -buildid=P1Y_fbNXAEG6zEEGqFsM/fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye/fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye/P1Y_fbNXAEG6zEEGqFsM -extld=clang $WORK/b001/_pkg_.a
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/exe/a.out # internal
mv $WORK/b001/exe/a.out hello
複製代碼

過程看起來很亂，仔細觀看下來能夠發現主要由幾部分組成，分別是：

• 建立臨時目錄，mkdir -p $WORK/b001/;
• 查找依賴信息，cat >$WORK/b001/importcfg << ...;
• 執行源代碼編譯，/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile ...;
• 收集連接庫文件，cat >$WORK/b001/importcfg.link << ...;
• 生成可執行文件，/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o ...;
• 移動可執行文件，mv $WORK/b001/exe/a.out hello;

如此一解釋，build 的流程就很清晰了。若是是熟悉c/c++開發的朋友，會發現這個過程似曾相識。固然，相比之下c/c++還會多出一步預處理。

再來優化下以前的流程圖，以下：

咱們把build過程細化成兩部分，compile與link，即編譯和連接。此處用到了兩個很重要的命令，complie和link。它們都是屬於go tool的子命令。

說說run的流程

理解了build過程，run就很好理解了。咱們使用go run -x hello.go 查看執行過程，以下：

...
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o $WORK/b001/exe/hello -importcfg $WORK/b001/importcfg.link -s -w -buildmode=exe -buildid=fveq2guPMmsyv8t4cV_M/xYBkVZeN1BHy2ygmstrB/pWJerx2-jOU98BpvIFO6/fveq2guPMmsyv8t4cV_M -extld=clang $WORK/b001/_pkg_.a
$WORK/b001/exe/hello
Hello World
複製代碼

重點看結尾部分，與build不一樣的是，在link生成hello文件後，並無把它移動到當前目錄，而是經過$WORK/b001/exe/hello執行了程序。加上編譯，畫出以下流程圖：

到此，run的整個流程到此就很清晰了。

經過--work保留可執行文件

那麼可否拿到這個臨時生成的可執行文件？默認是不行的，在go run最後會把臨時目錄刪除。咱們可使用--work保留這個目錄。演示過程以下：

$ go run -x --work hello.go
WORK=/var/folders/bw/8yw8h4yj2vb6mxtb6t8t41f00000gn/T/go-build149627400

...

$WORK/b001/exe/hello
Hello World
複製代碼

打印了臨時目錄路徑WORK，經過mv命令咱們就能夠把run生成的hello文件拷貝到當前目錄，以下所示：

$ mv /var/folders/bw/8yw8h4yj2vb6mxtb6t8t41f00000gn/T/go-build149627400b001/exe/hello hello
複製代碼

能夠執行下hello看看和咱們預期的是否同樣。

總結

本篇文章從go run引出Golang的編譯執行流程。利用build提供的幾個調試選項，咱們實現了過程的逐步分解，最終比較詳細地介紹了整個編譯執行流程中的各個階段。