Go 笔记之详解 Go 的编译执行流程

Sep 11, 2020 go golang go语言 go-compile.md go文档 go技术

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Go 笔记之详解 Go 的编译执行流程

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Go 笔记之详解 Go 的编译执行流程

build命令简述

在Golang中，build过程主要由go build执行。它完成了源码的编译与可执行文件的生成。

go build接收参数为.go文件或目录，默认情况下编译当前目录下所有.go文件。在main包下执行会生成相应的可执行文件，在非main包下，它会做一些检查，生成的库文件放在缓存目录下，在工作目录下并无新文件生成。

介绍build选项

编译流程的演示需要go build提供的几个选项协助，执行go help build查看。如下：

1$ go help build
2...
3
4-n 不执行地打印流程中用到的命令
5-x 执行并打印流程中用到的命令，要注意下它与-n选项的区别
6-work 打印编译时的临时目录路径，并在结束时保留。默认情况下，编译结束会删除该临时目录。
7
8...

这几个选项也适用于go run命令。有没有觉得和sh命令选项类似，可见计算机里的很多知识都是相通的。

打印执行流程

使用 -n 选项在命令不执行的情况下，查看go build的执行流程，如下：

 1$ go build -n hello.go
 2#
 3# command-line-arguments
 4#
 5 
 6mkdir -p $WORK/b001/
 7cat >$WORK/b001/importcfg << 'EOF' # internal
 8# import config
 9packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a
10packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a
11EOF
12cd /Users/polo/Public/Work/go/src/study/basic/hello
13/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
14/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/_pkg_.a # internal
15cat >$WORK/b001/importcfg.link << 'EOF' # internal
16packagefile command-line-arguments=$WORK/b001/_pkg_.a
17 
18...
19 
20packagefile internal/race=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/internal/race.a
21EOF
22mkdir -p $WORK/b001/exe/
23cd .
24/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
25/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/exe/a.out # internal
26mv $WORK/b001/exe/a.out hello

过程看起来很乱，仔细观看下来可以发现主要由几部分组成，分别是：

创建临时目录，mkdir -p $WORK/b001/;
查找依赖信息，cat >$WORK/b001/importcfg << ...;
执行源代码编译，/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile ...;
收集链接库文件，cat >$WORK/b001/importcfg.link << ...;
生成可执行文件，/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o ...;
移动可执行文件，mv $WORK/b001/exe/a.out hello;

如此一解释，build 的流程就很清晰了。如果是熟悉c/c++开发的朋友，会发现这个过程似曾相识。当然，相比之下c/c++还会多出一步预处理。再来优化下之前的流程图，如下：

我们把build过程细化成两部分，compile与link，即编译和链接。此处用到了两个很重要的命令，complie和link。它们都是属于go tool的子命令。可以执行 go tool complie 和 go tool link

手动编译go程序

.a 文件在C:\Go\pkg\windows_amd64

C:\Go\pkg\tool\windows_amd64

 1# 1.编译
 2go tool compile cmd.go
 3
 4# 生成cmd.o
 5# .o格式叫做go object ，模仿的 coff文件格式哈
 6
 7
 8# 2.连接
 9go tool link -o cmd2.exe ./cmd.o 
10
11# 生成cmd2.exe

说说run的流程

理解了build过程，run就很好理解了。我们使用go run -x hello.go 查看执行过程，如下：

1...
2/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 $WORK/b001/_pkg_.a
3$WORK/b001/exe/hello
4Hello World
5

重点看结尾部分，与build不同的是，在link生成hello文件后，并没有把它移动到当前目录，而是通过$WORK/b001/exe/hello执行了程序。加上编译，画出如下流程图：

到此，run的整个流程到此就很清晰了。

通过--work保留可执行文件

那么能否拿到这个临时生成的可执行文件？默认是不行的，在go run最后会把临时目录删除。我们可以使用--work保留这个目录。演示过程如下：

1$ go run -x --work hello.go
2WORK=/var/folders/bw/8yw8h4yj2vb6mxtb6t8t41f00000gn/T/go-build149627400
3
4...
5
6$WORK/b001/exe/hello
7Hello World
8

打印了临时目录路径WORK，通过mv命令我们就可以把run生成的hello文件拷贝到当前目录，如下所示：

1$ mv /var/folders/bw/8yw8h4yj2vb6mxtb6t8t41f00000gn/T/go-build149627400b001/exe/hello hello
2

可以执行下hello看看和我们预期的是否一样。