理解Golang包导入

参考文章：http://www.cnblogs.com/sevenyuan/p/4548748.html

Golang使用包（package）这种语法元素来组织源码，所有语法可见性均定义在package这个级别，与Java 、python等语言相比，这算不上什么创新，但与C传统的include相比，则是显得“先进”了许多。

Golang中包的定义和使用看起来十分简单：

通过package关键字定义包：

package xxx

使用import关键字，导入要使用的标准库包或第三方依赖包。

   import "a/b/c"
   import fmt"

   c.Func1()
   fmt.Println(Hello,World")

很多Golang初学者看到上面代码，都会想当然的将import后面的"c"、"fmt"当成包名，将其与c.Func1()和 fmt.Println()中的c和fmt认作为同一个语法元素：包名。但在深入Golang后，很多人便会发现事实上并非如此。比如在使用实时分布式消 息平台nsq提供的go client api时：

我们导入的路径如下：

import “github.com/bitly/go-nsq”

但在使用其提供的export functions时，却用nsq做前缀包名：

q,_ := nsq.NewConsumer("write_test","ch",config)

人们不禁要问：import后面路径中的最后一个元素到底代表的是啥? 是包名还是仅仅是一个路径？

我们一起通过试验来理解一下。 实验环境：go version go1.7.5 windows/amd64。

初始试验环境目录结构如下：

GOPATH=E:projectgopkgtest

E:projectgopkgtest>tree /F
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 0001-5C61
E:.
├─pkg
└─src
├─app1
│ main.go
│
└─libproj1
└─foo
foo1.go

1、编译时使用的是包源码还是.a文件

我们知道一个非main包在编译后会生成一个.a文件（在临时目录下生成，除非使用go install安装到$GOROOT或$GOPATH下，否则你看不到.a），用于后续可执行程序链接使用。

比如Go标准库中的包对应的源码部分路径在：$GOROOT/src，而标准库中包编译后的.a文件路径在$GOROOT/pkg/windows_amd64下。一个奇怪的问题在我脑袋中升腾起来，编译时，编译器到底用的是.a还是源码？

我们先以用户自定义的package为例做个小实验。

GOPATH=E:projectgopkgtest

E:projectgopkgtest>tree /F
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 0001-5C61
E:.
├─pkg
└─src
├─app1
│ main.go
│
└─libproj1
└─foo
foo1.go

//foo1.go

package foo


import "fmt"


func Foo1() {
fmt.Println("foo.Foo1()")
}

//main.go

package main


import "libproj1/foo"


func main() {
foo.Foo1()
}

执行go installlibproj1/foo，Go编译器编译foo包，并将foo.a安装到$GOPATH/pkg/windows_amd64/libproj1下。

编译app1：go buildapp1，在当前目录下生成app1.exe可执行文件，执行app1，我们得到一个初始预期结果：

C:UsersAdministrator>app1
foo.Foo1()

现在我们无法看出在生成可执行程序时使用的到底是foo的源码还是foo.a库文件。我们修改一下foo1.go的代码：

//foo1.go

package foo


import "fmt"


func Foo1() {
fmt.Println("foo.Foo1() -modified")
}

再重新编译app1，并执行：

C:UsersAdministrator>go build app1


C:UsersAdministrator>app1
foo.Foo1() -modified

实际测试结果告诉我们：在使用第三方包的时候，当源码和.a均已安装的情况下，编译器链接的是源码。

那么是否可以只链接.a，不用第三方包源码呢？我们临时删除掉libproj1目录，但保留之前install的libproj1/foo.a文件。

我们再次尝试编译app1，得到如下错误：

C:UsersAdministrator>go build app1
E:projectgopkgtestsrcapp1main.go:3:8: cannot find package "libproj1/foo" in any of:
C:GOsrclibproj1foo (from $GOROOT)
E:projectgopkgtestsrclibproj1foo (from $GOPATH)

编译器还是去找源码，而不是.a，因此我们要依赖第三方包，就必须搞到第三方包的源码，这也是Golang包管理的一个特点。

到这里我们明白了所谓的使用第三方包源码，实际上是链接了以该最新源码编译的临时目录下的.a文件而已。

Go标准库中的包也是这样么？对于标准库，比如fmt而言，编译时，到底使用的时$GOROOT/src下源码还是$GOROOT/pkg下已经编译好的.a呢？

我们不妨也来试试，一个最简单的hello world例子：

//hello.go

package main


import "fmt"


func main() {
fmt.Println("Hello World!")
}

我们先将$GOROOT/src/fmt目录rename 为fmtbak，看看go compiler有何反应？

E:project>go build .
hello.go:3:8: cannot find package "fmt" in any of:
C:GOsrcfmt (from $GOROOT)
E:projectgopkgtestsrcfmt (from $GOPATH)

找不到fmt包了。显然标准库在编译时也是必须要源码的。不过与自定义包不同的是，即便你修改了fmt包的源码（未重新编译GO安装包），用户源码编译时，也不会尝试重新编译fmt包的，依旧只是在链接时链接已经编译好的fmt.a。

2、import中的是路径还是包名

从第一节的实验中，我们得知了编译器在编译过程中依赖的是包源码的路径，这为后续的实验打下了基础。下面我们再来看看，Go语言中import后面路径中最后的一个元素到底是包名还是路径名？

本次实验目录结构：

GOPATH=E:projectgopkgtest

E:projectgopkgtest>tree /F
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 0001-5C61
E:.
└─src
├─app2
│ main.go
│
└─libproj2
└─foo
foo1.go

按照Golang语言习惯，一个go package的所有源文件放在同一个目录下，且该目录名与该包名相同，比如libproj2/foo目录下的package为foo，foo1.go、 foo2.go…共同组成foo package的源文件。但目录名与包名也可以不同，我们就来试试不同的。

//foo1.go

package bar


import "fmt"


func Bar() {
fmt.Println("bar.Bar()")
}

注意：这里package名为bar，与目录名foo完全不同。

接下来就给app2带来了难题：该如何import bar包呢？

我们假设import路径中的最后一个元素是包名，而非路径名。

package main


import "libproj2/bar"


func main() {
bar.Bar()
}

编译app2：

C:UsersAdministrator>go build app2
E:projectgopkgtestsrcapp2main.go:3:8: cannot find package "libproj2/bar" in any of:
C:GOsrclibproj2bar (from $GOROOT)
E:projectgopkgtestsrclibproj2bar (from $GOPATH)

编译失败，在两个路径下无法找到对应libproj2/bar包。

我们的假设错了，我们把它改为路径：

package main


import "libproj2/foo"


func main() {
bar.Bar()
}

再编译执行：

C:UsersAdministrator>go build app2


C:UsersAdministrator>app2
bar.Bar()

这回编译顺利通过，执行结果也是OK的。这样我们得到了结论：import后面的最后一个元素应该是路径，就是目录，并非包名。

go编译器在这些路径(libproj2/foo)下找bar包。这样看来，go语言的惯例只是一个特例，即恰好目录名与包名一致罢了。也就是说下面例子中的两个foo含义不同：

import libproj1/foo"  //这里的foo指的是路径

func main() {
    foo.Foo()//这里的foo指的是包名
}

再类比一下标准库包fmt。

import "fmt"
fmt.Println("xxx")

这里上下两行中虽然都是“fmt"，但同样含义不同，一个是路径 ，对于标准库来说，是$GOROOT/src/fmt这个路径。而第二行中的fmt则是包名。go编译器会在$GOROOT/src/fmt路径下找到fmt包的源文件。

3、import m "lib/math"

Go language specification中关于import package时列举的一个例子如下：

Import declaration Local name of Sin

import "lib/math" math.Sin
import m "lib/math" m.Sin
import . "lib/math" Sin

那m到底是包名还是路径呢？既然能通过m访问Sin，那m肯定是包名了，Right！那import m "lib/math"该如何理解呢？

根据上面一、二两节中得出的结论，我们尝试理解一下m：m指代的是lib/math路径下唯一的那个包。

GOPATH=E:projectgopkgtest

E:projectgopkgtest>tree /F
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 0001-5C61
E:.
└─src
└─test
hello.go
world.go

package hello


import "fmt"


func Hello() {
fmt.Println("hello.Hello()")
}

//world.go

package world


import "fmt"


func World() {
fmt.Println("world.World()")
}

从上面的代码可以看出，当前test文件夹有两个包文件，分别是hello和world，下面进行编译：

E:projectgopkgtest>go build test
can't load package: package test: found packages hello (hello.go) and world (world.go) in E:projectgopkgtestsrctest


E:projectgopkgtest>

我们收到了错误提示，编译器在这个路径下发现了两个包，这是不允许的。

我们再作个实验，来验证我们对m含义的解释。

GOPATH=E:projectgopkgtest

E:projectgopkgtest>tree /F
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 0001-5C61
E:.
└─src
├─main
│ main.go
│
└─test
hello.go

//hello.go

//main.go

package main


import m "test"


func main() {
m.Hello()
}

下面进行编译main包：

E:projectgopkgtest>go build main


E:projectgopkgtest>main
hello.Hello()

执行结果与我们推论完全一致。

（编辑：李大同）

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