好好学Golang：Golang中的编译

1. 前言

编译是将高级语言编写的源代码转换成机器能够执行的指令的过程。
编译可以分为几个阶段，这包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化和目标代码生成。
对于Go语言（Golang）来说，编译不仅仅是构建程序的一部分，而且是其设计哲学的核心，确保了速度、安全性和跨平台的灵活性。

参考文档：

• How To Build and Install Go Programs
• Go 编译相关的命令详解
• go build命令详解
• Compile and install the application

2. Go编译器的特点

• 快速编译：Go编译器以其极快的编译速度而闻名。这得益于Go的简洁语法、依赖管理系统和编译器的设计。快速的编译对提高开发效率和迭代速度至关重要。
• 静态链接：Go编程语言创建的二进制文件是静态链接的，这意味着所有依赖库都被包含在最终的可执行文件中。因此，我们可以在没有Go环境的系统上运行它们，无需担心依赖问题。
• 跨平台编译：使用Go，我们可以轻松地为不同的操作系统和架构编译程序。通过设置GOOS和GOARCH环境变量，Go编译器可以产生针对几乎任何平台的编译输出。
• 内存安全：Go的编译器会在编译时进行内存安全的检查，例如自动内存管理（GC）。这一机制有效防止了像野指针或内存泄漏这样的问题。
• 报错和警告：Go编译器非常严格，对于一些可能在运行时引起问题的代码段，如未使用的变量或导入的包，将无法通过编译，直到这些问题被修复。

3. 编译命令

3.1. 标准编译命令

编译Go代码非常简单，使用go build命令即可。在大多数情况下，这一命令无需任何参数，它会自动处理所有文件依赖和包引用。

go build

此命令将编译当前目录中的Go源文件。如果当前目录是包含Go代码的单个包的目录，它将产生一个可执行文件。

go build 需要的是一个路径，让编译器可以找到哪些需要编译的go文件。当省略所有参数时，就意味着使用当前目录进行编译。
下面的几条命令是等价的：

go build
go build .
go build main.go

3.2. 自定义输出

使用-o标志，我们可以为生成的二进制文件指定一个名字及路径。

go build -o myapp

3.3. 交叉编译

Go语言（Golang）支持交叉编译，即在一个平台上编译生成另一个平台可执行的程序。
这意味着我们可以在Mac上为Linux系统编译二进制文件，也可以在Windows上为ARM处理器编译程序，等等。
Go语言交叉编译非常容易实现，因此被广泛应用于生成各种不同系统和架构的可执行程序，使得开发者可以轻松为多个平台构建应用。

要构建特定平台的应用程序，我们可以设置GOOS和GOARCH环境变量，分别表示操作系统和处理器架构。
常见的GOOS值有：

• darwin（Apple MacOS）
• linux
• windows
• freebsd

常见的GOARCH值有：

• amd64（64位x86架构）
• 386 （32位x86架构）
• arm （ARM架构）
• arm64（64位ARM架构）

例如，我们可以为Windows 64位系统生成可执行文件，即便我们正在使用Linux或macOS。

GOOS=windows GOARCH=amd64 go build

这将在我们的非Windows系统上生成一个Windows可执行程序。

交叉编译注意事项：
1、安装golang依赖
确保在进行交叉编译之前所有项目依赖都已经正确安装，运行go mod tidy 可以帮助我们清理和同步项目依赖。此外，我们的项目代码也应该没有平台相关的依赖，否则可能需要根据目标平台进行适配。

2、安装目标平台的库和工具链
交叉编译时，可能需要注意目标平台的特定库或工具链支持。
例如，当我们在64位系统上编译32位程序时，相应32位的库应该是可用的。还有，某些依赖C语言库（如CGO程序）的Go程序可能需要额外配置或安装相应的跨平台C语言库和工具链。

3、目标平台测试
建议在目标平台上测试编译结果，以确保程序的正常运行。

4. 简单编译示例

4.1. 编译Linux二进制文件

GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o myapp myapp.go

生成一个Linux下可运行的可执行文件myapp。

注意：如果是在Windows中执行编译，需要使用set命令配置环境变量：

C:\> set GOOS=linux
C:\> set GOARCH=amd64

4.2. 编译Windows二进制文件

GOOS=windows GOARCH=amd64 go build -o myapp.exe myapp.go

生成一个名为myapp.exe的Windows可执行文件。

4.3. 编译Mac二进制文件

GOOS=darwin GOARCH=amd64 go build -o myapp myapp.go

生成一个Mac系统可运行的二进制文件myapp。

4.4. 编译ARM二进制文件

GOOS=linux GOARCH=arm GOARM=7 go build -o myapp myapp.go

这个命令指定了GOARM环境变量，它用于定义ARM的具体版本。
比如，GOARM=7通常用于诸如Raspberry Pi 2/3这样的较新ARM设备上。

5. 复杂编译示例

CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -a -installsuffix cgo -ldflags="-w -s" -o /go/bin/pod-data-retorer

编译命令释义：

1、 CGO_ENABLED=0：

• CGO_ENABLED 环境变量控制是否启用CGo。CGo允许Go代码调用C代码。
• 设置为0表示禁用CGo，这有助于确保生成的可执行文件能在没有C库（特别是在别的平台上没有C环境的情况下）的环境中运行。

2、 GOOS=linux 和 GOARCH=amd64：

• 这两个变量定义了目标编译平台的操作系统和处理器架构。
• GOOS=linux 指定目标操作系统是Linux。
• GOARCH=amd64 指定目标处理器架构是64位x86架构。

3、go build -a -installsuffix cgo：

• go build 是Go语言的标准编译命令。
• -a 选项告诉Go编译器重建所有涉及到的东西，包括所有的包（即使它们没有变化）。
• -installsuffix cgo 是用来给输出的文件名添加一个后缀，以区分不同编译配置下的编译结果。由于我们设置了 CGO_ENABLED=0，所以这里使用的后缀是 cgo。

4、-ldflags="-w -s"：

• ldflags 表示链接器（linker）标志。
• -w 和 -s 是链接选项，分别用于减小生成的二进制文件大小：
       - -w 告诉编译器忽略DWARF调试信息，从而减小了生成文件的大小。
       - -s 用于去除符号表和调试信息，进一步减小二进制文件的大小。

5、-o /go/bin/pod-data-retorer：

• -o 选项用来指定输出的二进制文件名。
• /go/bin/pod-data-retorer 是输出的二进制文件的完整路径和名称。这里指定了文件会被放在/go/bin/目录下，并且命名为pod-data-retorer。

综上所述，这条命令会生成一个静态链接的、没有C库依赖、文件尺寸优化的Linux 64位平台的可执行文件pod-data-retorer，并且会放在/go/bin目录下。轻量化和去除C库依赖的特点使得生成的可执行文件特别适合在容器化环境（如Docker）中运行，因为它能够减少容器镜像的大小，并且降低对环境的依赖。