包的基本概念

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2023-03-14

Go语言是使用包来组织源代码的，包（package）是多个 Go 源码的集合，是一种高级的代码复用方案。Go语言中为我们提供了很多内置包，如 fmt、os、io 等。

任何源代码文件必须属于某个包，同时源码文件的第一行有效代码必须是 package pacakgeName 语句，通过该语句声明自己所在的包。

包的基本概念

Go语言的包借助了目录树的组织形式，一般包的名称就是其源文件所在目录的名称，虽然Go语言没有强制要求包名必须和其所在的目录名同名，但还是建议包名和所在目录同名，这样结构更清晰。

包可以定义在很深的目录中，包名的定义是不包括目录路径的，但是包在引用时一般使用全路径引用。比如在 GOPATH/src/a/b/ 下定义一个包 c。在包 c 的源码中只需声明为 package c，而不是声明为 package a/b/c，但是在导入 c 包时，需要带上路径，例如 import "a/b/c"。

包的习惯用法：

包名一般是小写的，使用一个简短且有意义的名称。
包名一般要和所在的目录同名，也可以不同，包名中不能包含- 等特殊符号。
包一般使用域名作为目录名称，这样能保证包名的唯一性，比如 GitHub 项目的包一般会放到GOPATH/src/github.com/userName/projectName 目录下。
包名为 main 的包为应用程序的入口包，编译不包含 main 包的源码文件时不会得到可执行文件。
一个文件夹下的所有源码文件只能属于同一个包，同样属于同一个包的源码文件不能放在多个文件夹下。

包的导入

要在代码中引用其他包的内容，需要使用 import 关键字导入使用的包。具体语法如下：

import "包的路径"

注意事项：

import 导入语句通常放在源码文件开头包声明语句的下面；
导入的包名需要使用双引号包裹起来；
包名是从GOPATH/src/ 后开始计算的，使用/ 进行路径分隔。

包的导入有两种写法，分别是单行导入和多行导入。

单行导入

单行导入的格式如下：

import "包 1 的路径"
import "包 2 的路径"

多行导入

多行导入的格式如下：

import (
"包 1 的路径"
"包 2 的路径"
)

包的导入路径

包的引用路径有两种写法，分别是全路径导入和相对路径导入。

全路径导入

包的绝对路径就是 GOROOT/src/或 GOPATH/src/后面包的存放路径，如下所示：

import "lab/test"
import "database/sql/driver"
import "database/sql"

上面代码的含义如下：

test 包是自定义的包，其源码位于GOPATH/src/lab/test 目录下；
driver 包的源码位于GOROOT/src/database/sql/driver 目录下；
sql 包的源码位于GOROOT/src/database/sql 目录下。

相对路径导入

相对路径只能用于导入 GOPATH 下的包，标准包的导入只能使用全路径导入。

例如包 a 的所在路径是 GOPATH/src/lab/a，包 b 的所在路径为 GOPATH/src/lab/b，如果在包 b 中导入包 a ，则可以使用相对路径导入方式。示例如下：

// 相对路径导入
import "../a"

当然了，也可以使用上面的全路径导入，如下所示：

// 全路径导入
import "lab/a"

包的引用格式

包的引用有四种格式，下面以 fmt 包为例来分别演示一下这四种格式。

1) 标准引用格式

import "fmt"

此时可以用 fmt.作为前缀来使用 fmt 包中的方法，这是常用的一种方式。

示例代码如下：

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("小牛知识库")
}

2) 自定义别名引用格式

在导入包的时候，我们还可以为导入的包设置别名，如下所示：

import F "fmt"

其中 F 就是 fmt 包的别名，使用时我们可以使用 F.来代替标准引用格式的 fmt.来作为前缀使用 fmt 包中的方法。

示例代码如下：

package main

import F "fmt"

func main() {
    F.Println("小牛知识库")
}

3) 省略引用格式

import . "fmt"

这种格式相当于把 fmt 包直接合并到当前程序中，在使用 fmt 包内的方法是可以不用加前缀 fmt.，直接引用。

示例代码如下：

package main

import . "fmt"

func main() {
    //不需要加前缀 fmt.
    Println("小牛知识库")
}

4) 匿名引用格式

在引用某个包时，如果只是希望执行包初始化的 init 函数，而不使用包内部的数据时，可以使用匿名引用格式，如下所示：

import _ "fmt"

匿名导入的包与其他方式导入的包一样都会被编译到可执行文件中。

使用标准格式引用包，但是代码中却没有使用包，编译器会报错。如果包中有 init 初始化函数，则通过 import _ "包的路径" 这种方式引用包，仅执行包的初始化函数，即使包没有 init 初始化函数，也不会引发编译器报错。

示例代码如下：

package main

import (
    _ "database/sql"
    "fmt"
)

func main() {
    fmt.Println("小牛知识库")
}

注意：

一个包可以有多个 init 函数，包加载时会执行全部的 init 函数，但并不能保证执行顺序，所以不建议在一个包中放入多个 init 函数，将需要初始化的逻辑放到一个 init 函数里面。
包不能出现环形引用的情况，比如包 a 引用了包 b，包 b 引用了包 c，如果包 c 又引用了包 a，则编译不能通过。
包的重复引用是允许的，比如包 a 引用了包 b 和包 c，包 b 和包 c 都引用了包 d。这种场景相当于重复引用了 d，这种情况是允许的，并且 Go 编译器保证包 d 的 init 函数只会执行一次。

包加载

通过前面一系列的学习相信大家已经大体了解了 Go 程序的启动和加载过程，在执行 main 包的 mian 函数之前， Go 引导程序会先对整个程序的包进行初始化。整个执行的流程如下图所示。

图：Go 包的初始化

Go语言包的初始化有如下特点：

包初始化程序从 main 函数引用的包开始，逐级查找包的引用，直到找到没有引用其他包的包，最终生成一个包引用的有向无环图。
Go 编译器会将有向无环图转换为一棵树，然后从树的叶子节点开始逐层向上对包进行初始化。
单个包的初始化过程如上图所示，先初始化常量，然后是全局变量，最后执行包的 init 函数。