详解Go module的介绍及使用

Go1.1.1版本发布(2018-08-24发布)已经过去几天，从官方的博客中看到，有两个比较突出的特色，一个就是今天讲的module，模块概念。目前该功能还在试验阶段，有些地方还需要不断的进行完善。在官方正式宣布之前，打算不断修正这种支持。到时候就可以移除对GOPATH和go get命令的支持。
如果你想现在想就试试这个新功能module，需要你将你的代码仓库放到GOPATH/src目录之外。然后在那个目录下创建一个go.mod文件，从文件树中运行go命令。

主要概念介绍

module是一个相关Go包的集合，它是源代码更替和版本控制的单元。模块由源文件形成的go.mod文件的根目录定义，包含go.mod文件的目录也被称为模块根。moudles取代旧的的基于GOPATH方法来指定在工程中使用哪些源文件或导入包。模块路径是导入包的路径前缀，go.mod文件定义模块路径，并且列出了在项目构建过程中使用的特定版本。

go.mod文件

go.mod文件定义module路径以及列出其他需要在build时引入的模块的特定的版本。例如下面的例子中，go.mod声明example.com/m路径时module的根目录，同时也声明了module依赖特定版本的golang.org/x/text和gopkg.in/yaml.v2。

module example.com/m

require (
  golang.org/x/text v0.3.0
  gopkg.in/yaml.v2 v2.1.0
)

go.mod文件还可以指定要替换和排除的版本，命令行会自动根据go.mod文件来维护需求声明中的版本。如果想获取更多的有关go.mod文件的介绍，可以使用命令go help go.mod。
go.mod文件用//注释，而不用/**/。文件的每行都有一条指令，由一个动作加上参数组成。例如：

module my/thing
require other/thing 	v1.0.2
require new/thing 		v2.3.4
exclude old/thing 		v1.2.3
replace bad/thing 		v1.4.5 	=> good/thing v1.4.5

上面三个动词require、exclude、replace分别表示：项目需要的依赖包及版本、排除某些包的特别版本、取代当前项目中的某些依赖包。
相同动作的命令可以放到一个动词+括号组成的结构中，例如：

require (
  new/thing v2.3.4
  old/thing v1.2.3
)

其他命令的支持

旧的版本，构建编译命令go build中的参数没有-mod参数，最新的版本现在多了这个，用来对go.mod文件进行更新或其他使用控制。形式如：go build -mod [mode]，其中mode有以下几种取值：readonly，release，vendor。当执行go build -mod=vendor的时候，会在生成可执行文件的同时将项目的依赖包放到主模块的vendor目录下。
go get -m [packages]会将下载的依赖包放到GOPATH/pkg/mod目录下，并且将依赖写入到go.mod文件。go get -u=patch会更新主模块下的所有依赖包。
如果遇到不熟悉的导入包，任何可以查找包含该引入包模块的go命令，都会自动将该模块的最新版本添加到go.mod文件中。同时也会添加缺失的模块，以及删除无用的module。例如：go build, go test或者go list命令。另外，有一个专门的命令go mod tidy，用来查看和添加缺失的module需求声明以及移除不必要的。
go.mod文件是可读，也是可编辑的。go命令行会自动更新go.mod文件来维持一个标准格式以及精确的引入声明。

Go mod命令

Go mod提供了一系列操作modules的命令，记住，所有的go命令中现在已经内置了对module的支持，而不仅仅是go mod命令。例如使用go get时，会经常自动在后台添加、移除、升级、降级依赖包版本。
命令语法：go mod <command> [arguments]。Go mod提供的命令有下面几个，对于比较常用的命令进行详细说明。

download        //下载模块到本地缓存，具体可以通过命令go env查看，其中环境变量GOCACHE就是缓存的地址，如果该文件夹的内容太大，可以通过命令go clean -cache
edit          //从工具或脚本中编辑go.mod文件
graph          //打印模块需求图
init          //在当前目录下初始化新的模块
tidy          //添加缺失的模块以及移除无用的模块
verify         //验证依赖项是否达到预期的目的
why           //解释为什么需要包或模块

go mod download
用法：go mod download [-dir] [-json] [modules]。使用此命令来下载指定的模块，模块的格式可以根据主模块依赖的形式或者path@version形式指定。如果没有指定参数，此命令会将主模块下的所有依赖下载下来。
go mod download命令非常有用，主要用来预填充本地缓存或者计算Go模块代理的回答。默认情况下，下载错误会输出到标准输出，正常情况下没有任何输出。-json参数会以JSON的格式打印下载的模块对象，对应的Go对象结构是这样。

type Module struct {
  Path    string   //module path
  Version   string   //module version
  Error    string   //error loading module
  Info    string   //absolute path to cached .info file
  GoMod    string   //absolute path to cached .mod file
  Zip     string   //absolute path to cached .zip file
  Dir     string   //absolute path to cached source root directory
  Sum     string   //checksum for path, version (as in go.sum)
  GoModSum  string   //checksum for go.mod (as in go.sum)
}

go mod init
用法：go mod init [module]。此命令会在当前目录中初始化和创建一个新的go.mod文件，当然你也可以手动创建一个go.mod文件，然后包含一些module声明，这样就比较麻烦。go mod init命令可以帮助我们自动创建，例如：

go mod init example.com/m

使用这条命令时，go.mod文件必须提前不能存在。初始化会根据引入包声明来推测模块的路径或者如果你工程中之前已经存在一些依赖包管理工具，例如godep，glide或者dep。那么go mod init同样也会根据依赖包管理配置文件来推断。
go mod tidy
默认情况下，Go不会移除go.mod文件中的无用依赖。所以当你的依赖中有些使用不到了，可以使用go mod tidy命令来清除它。
用法：go mod tidy [-v]它会添加缺失的模块以及移除不需要的模块。执行后会生成go.sum文件(模块下载条目)。添加参数-v，例如go mod tidy -v可以将执行的信息，即移除的模块打印到标准输出。
go mod vendor
用法：go mod vendor [-v]，此命令会将build阶段需要的所有依赖包放到主模块所在的vendor目录中，并且测试所有主模块的包。同理go mod vendor -v会将添加到vendor中的模块打印到标准输出。
go mod verify
用法：go mod verify。此命令会检查当前模块的依赖是否已经存储在本地下载的源代码缓存中，以及检查自从下载下来是否有修改。如果所有的模块都没有修改，那么会打印all modules verified，否则会打印变化的内容。

虚拟版本号

go.mod文件和go命令通常使用语义版本作为描述模块版本的标准形式，这样可以比较不同版本的先后顺序。例如模块的版本是v1.2.3，那么通过重新对版本号进行标签处理，得到该版本的虚拟版本。形式如：v0.0.0-yyyymmddhhmmss-abcdefabcdef。其中时间是提交时的UTC时间，最后的后缀是提交的哈希值前缀。时间部分确保两个虚拟版本号可以进行比较，以确定两者顺序。
下面有三种形式的虚拟版本号：

• vX.0.0-yyyymmddhhmmss-abcdefabcdef，这种情况适合用在在目标版本提交之前 ，没有更早的的版本。（这种形式本来是唯一的形式，所以一些老的go.mod文件使用这种形式）
• vX.Y.Z-pre.0.yyyymmddhhmmss-abcdefabcdef，这种情况被用在当目标版本提交之前的最新版本提交是vX.Y.Z-pre
• vX.Y.(Z+1)-0.yyyymmddhhmmss-abcdefabcdef，同理，这种情况是当目标版本提交之前的最新版本是vX.Y.Z。

虚拟版本的生成不需要你去手动操作，go命令会将接收的commit哈希值自动转化为虚拟版本号。

环境变量——GO111MODULE

Go 1.11中的module支持临时环境变量——GO111MODULE，它可以设置以下三个值：off,on或者auto(默认)。

1. 如果GO111MODULE=off，那么go命令行将不会使用新的module功能，相反的，它将会在vendor目录下和GOPATH目录中查找依赖包。也把这种模式叫GOPATH模式。
2. 如果GO111MODULE=on，那么go命令行就会使用modules功能，而不会访问GOPATH。也把这种模式称作module-aware模式，这种模式下，GOPATH不再在build时扮演导入的角色，但是尽管如此，它还是承担着存储下载依赖包的角色。它会将依赖包放在GOPATH/pkg/mod目录下。
3. 如果GO111MODULE=auto，这种模式是默认的模式，也就是说在你不设置的情况下，就是auto。这种情况下，go命令行会根据当前目录来决定是否启用module功能。只有当当前目录在GOPATH/src目录之外而且当前目录包含go.mod文件或者其子目录包含go.mod文件才会启用。

具体使用步骤：

• 首先将你的版本更新到最新的Go版本(>=1.11)，如何更新版本可以自行百度。
• 通过go命令行，进入到你当前的工程目录下，在命令行设置临时环境变量set GO111MODULE=on；
• 执行命令go mod init在当前目录下生成一个go.mod文件，执行这条命令时，当前目录不能存在go.mod文件。
• 如果之前生成过，要先删除；如果你工程中存在一些不能确定版本的包，那么生成的go.mod文件可能就不完整，因此继续执行下面的命令；
• 执行go mod tidy命令，它会添加缺失的模块以及移除不需要的模块
• 执行后会生成go.sum文件(模块下载条目)。添加参数-v，例如go mod tidy -v可以将执行的信息，即删除和添加的包打印到命令行；
• 执行命令go mod verify来检查当前模块的依赖是否全部下载下来，是否下载下来被修改过。如果所有的模块都没有被修改过，那么执行这条命令之后，会打印all modules verified。
• 执行命令go mod vendor生成vendor文件夹，该文件夹下将会放置你go.mod文件描述的依赖包，文件夹下同时还有一个文件modules.txt，它是你整个工程的所有模块。在执行这条命令之前，如果你工程之前有vendor目录，应该先进行删除。同理go mod vendor -v会将添加到vendor中的模块打印出来；

总结