Go 1.15 是 Go 程式語言的第 16 個主要版本，預計將於 8 月 1 日推出。這次的更新幅度比以往小，但許多重大變革都發生在幕後或工具鏈中：例如，全新的連結器將加快建置速度並縮小執行檔的大小。此外，語言執行階段的效能有所提升、支援的架構有所調整，標準函式庫也有部分更新。整體而言，這應該會是一次紮實的升級。

自Go 1.0 的發布以來，Go 團隊在每個版本中都持續為工具鏈與標準函式庫帶來改進，但在語言本身的變動上始終保持保守。許多其他語言每個版本都會推出重要的語言新功能，但 Go 自 1.0 之後在各個版本中只加入了少數幾個小幅度的調整。

這是刻意的設計選擇：自 1.0 版以來，團隊的重點一直是穩定性與簡潔性。Go 1 相容性承諾保證，所有為 Go 1.0 撰寫的程式，在後續所有的 1.x 版本中都能不需修改、持續正確執行。Go 開發者通常認為這是好事——他們的程式可以持續「正常運作」，而且通常會變得越來越快。

在即將推出的 1.15 版中，如預期般幾乎沒有對語言規格的更動；改進主要集中在工具鏈、編譯器效能以及標準函式庫上。如同技術負責人 Russ Cox 所指出的，核心開發者們考量到疫情影響，計畫在 1.15 版中採取更為保守的策略：

我們不知道未來幾個月會有多艱難，所以讓我們保守一點，不要在最後一刻提交那些需要除錯的細微變更，給自己帶來不必要的壓力。把這些變更留到下一個週期的開始，讓它們有充分的時間進行測試。

[...] Go 1.15 將會是一個比以往規模更小的版本，這樣也很好。

Go 1.15 已於 5 月 1 日進入功能凍結，Go 團隊計畫在 8 月 1 日發布正式版本，維持一貫的六個月發布週期。

Go 的開發模式與大多數開源語言相當不同。這個語言由 Google 設計，且多數核心開發者都在 Google 任職（因此後續開發實際上是由 Google 贊助）。這個語言採用寬鬆的 BSD 風格授權，開發過程完全公開，一般性討論都在 golang-dev 郵件論壇上進行。變更或新功能的提案與討論則在 GitHub 儲存庫的 issues 中進行，而程式碼審查則透過對 Gerrit 程式碼變更（稱為「changelists」或「CLs」）的留言來完成。

全新的連結器

1.15 版中最大的一項工具鏈變革，就是完全重寫的連結器。由 Go 核心貢獻者 Austin Clements 於 2019 年 9 月撰寫的全新連結器設計文件，詳細說明了重寫的動機以及將帶來的改進。新的連結器有三項主要的結構性變更：

• 將部分工作從連結器移至編譯器：這讓平行化成為可能，因為編譯可以在多個 CPU（或多台機器）上平行執行，但連結步驟在建置的最後幾乎都必須依序執行。此外，編譯器的結果會被 Go 工具鏈快取。
• 改進關鍵的資料結構，主要是盡量避免使用字串。目前的連結器使用一個以字串為索引的龐大符號表；新設計則透過符號編號技術，盡可能避免使用字串。
• 避免一次將所有輸入的物件檔載入記憶體：這讓新連結器在處理大型程式時使用更少的記憶體，整體配置的記憶體也更少（目前的連結器有超過 20% 的時間都花在垃圾回收上）。

隨著原始連結器的作者 Ken Thompson 退休，可維護性也成了必須考量的問題。如 Clements 所說：

原始的連結器也比現在簡單得多，其實作可以完全裝在一位圖靈獎得主的腦海中，因此幾乎沒有抽象化或模組化的設計。不幸的是，隨著連結器不斷成長與演進，它依然維持著缺乏結構的狀態，而我們唯一的圖靈獎得主已經退休了。

鑑於這是一項影響深遠的長期變革，相關工作是在一個分支（dev.link）上進行，只有在穩定的時間點才會合併到 master 分支。負責新連結器開發的 Than McIntosh 描述了 1.15 版已完成的部分：設計文件中大多數的結構性改進已經完成，包括新的物件檔格式與更緊湊的符號表示方式。建置速度已經比 1.14 更快、使用的記憶體也更少，但部分功能（例如採用 DWARF 5 除錯格式）則要等到 1.16 版才會推出。

Clements 進一步說明了平行化方面的工作，以及這項工程如何逐步分階段導入：

我們 [...] 在過程中也做了許多其他改進，例如將關鍵階段平行化，以及移除大量不必要的 I/O 同步。為了最好地承接過去在連結器上的所有成果，我們將這次轉換以「波前」的方式進行，透過一個將新表示法轉換為舊表示法的階段，並在連結器中不斷將這個階段往後推。我們還沒有完成：這個轉換階段目前仍然存在，只是發生的時機與實際作用會因平台而異。對於 amd64 ELF 平台來說，它發生得相當晚，做的事也相對較少。對於其他平台，則還沒有推得那麼後面、需要處理的事也更多，因此目前的效益還沒那麼大。無論如何，1.16 版還有更多值得期待的地方。

目前，連結器在連結的最後階段仍會將輸出轉換回舊的記憶體內表示法。可以預期在未來的 Go 版本中，這些最後的步驟將會被移入新連結器中，轉換階段也會被完全移除，進一步縮短連結時間並降低記憶體使用量。

更小的執行檔

與此相關的是多項可縮小編譯後執行檔大小的改進。如 Brad Fitzpatrick 所展示的，新連結器能消除更多未使用的程式碼，使他那個（相當刻意的）測試程式從 Go 1.14 的 8.2MB 縮小到 1.15 的 3.9MB。對於更貼近實際的程式，執行檔大小則減少了3.5%甚至高達 22%。我自己運行的一個網頁伺服器程式，就從 21.4MB 降至 20.3MB，減少了 4.9%。

造成體積縮小的主要原因，是新連結器對未使用程式碼的消除，以及幾項針對性的改進，例如 Clements 的 CL 230544，它減少了執行檔中包含的堆疊與暫存器對應表的數量。這些對應表原本供 Go 的垃圾回收器（GC）用來判斷哪些物件仍在使用，但現在只需要在呼叫點提供，而不需針對每一道指令都提供。這項變更讓 go 執行檔的大小減少了 5.7%，同時也大幅加快了編譯與連結的速度。

由於 Go 具備在執行階段檢查型別的能力（透過 reflect 套件），Go 的執行檔中包含了大量的型別資訊。由 Cherry Zhang 提交的CL 231397則改為只有在符號被轉換為介面時，才會在輸出中包含其型別資訊（只有轉換為介面的值才能搭配反射使用）。這項變更讓 hello-world 程式的大小減少了 7.2%。

還有一些其他針對執行檔大小的小幅改進，例如 Brad Fitzpatrick 的 CL 228111，如果只使用 TLS 客戶端與伺服器端其中之一，就避免在輸出中同時包含兩者的程式碼，讓一個TLS 撥號 hello world程式的大小減少了 3.2%。

效能改進

Go 1.15 帶來了許多小幅的效能改進，其中較值得注意的兩項來自多產的非 Google 貢獻者 Josh Bleecher Snyder。CL 216401 在將小整數轉換為介面值時避免配置記憶體，讓編譯至組譯碼的時間改善了 2%。將值轉換為介面值類似於其他語言中的「boxing」；這項最佳化在精神上類似於 Python 的小整數快取，不過由於靜態型別的關係，在 Go 中發生的頻率要低得多。

Snyder 的第二項改進是位於編譯器與執行階段內部的 CL 226367，它讓編譯器能為垃圾回收器的 write barrier 呼叫使用更多的 x86 暫存器。Go 使用 write barrier（有點類似鎖）來在 GC 與使用者程式碼並行執行時，維持堆積上的資料完整性（這篇關於 Go GC 的詳細分析有更多資訊）。這項改進讓執行檔略微變小，編譯時間也改善了 1%。

Michael Knysze 重新設計了記憶體配置器中的「mcentral」資料結構以降低鎖競爭，大幅提升了大型區塊記憶體配置的吞吐量。新的配置程式碼經過重新設計後，對於 12KB 或更大的區塊，速度提升了一倍以上。

工具鏈與移植版本

Go 的「modules」功能（Go 的依賴套件管理系統）最早在 Go 1.11 中推出，並在 1.13 中加入了對模組鏡像或「proxy」的支援。1.15 版則新增了對備援 proxy的支援，讓 go 工具在下載模組原始碼時，若第一個位址失敗，可以改用次要主機。備援設定是透過 GOMODCACHE 環境變數新增的「|」分隔符號來指定。

Go 1.15 移除了兩個較舊的移植版本：darwin/386 與 darwin/arm，它們為 macOS 及其他 Apple 作業系統提供 32 位元執行檔。Fitzpatrick 指出，macOS Catalina 已不再支援執行 32 位元應用程式，因此移除這些移植版本將有助於釋放 macOS 建置機器的資源，同時讓編譯器本身也略微縮小。這些移植版本已在 Go 1.14 版中宣告棄用，並將在 Go 1.15 中移除。

另一方面，linux/arm64 移植版本被升級為「first class port」，這意味著 linux/arm64 的建置若失敗，將會阻擋版本的發布；Go 團隊也會為其提供官方執行檔與安裝文件。如 Fitzpatrick 所指出的，Linux 64 位元 Arm 的重要性如今至少已與 32 位元 Arm 相當，而後者早已是 first-class 移植版本。

在 Windows 上，Go 1.15 現在會產生位址空間配置隨機化（ASLR）預設啟用的執行檔。ASLR 透過位置無關碼在啟動時隨機化各個資料區域的位址，讓攻擊者更難預測目標位址並製造記憶體損毀攻擊。

標準函式庫新增內容

Go 的標準函式庫規模龐大且相當穩定；在 Go 1.15 中僅加入了相對次要的功能。

標準函式庫中的 testing 套件相當精簡——Go 的理念是避免為了撰寫測試與斷言而使用特定領域語言，而是直接用開發者已經熟悉的 Go 來撰寫。不過，核心開發者認為建立暫存目錄的需求足夠常見，因此核准新增了 TempDir() 方法，它會為當前的測試延遲建立一個暫存目錄，並在測試結束時自動刪除。

net/url 套件新增了新的 URL.Redacted() 方法，它會以字串形式回傳 URL，但將密碼隱去（替換為 xxxxx）。像 https://username:[email protected]/ 這類帶有密碼的 URL 雖然在瀏覽器中已不常見，但在腳本與工具中仍出乎意料地普遍。Redacted() 可用於更安全地記錄 URL，符合 RFC 3986 中建議不要將 : 之後的內容以明文顯示的規範。

新的 time/tzdata 套件已新增，可讓執行檔內嵌一份靜態的時區資料庫副本。由於它會讓執行檔增加約 800KB，因此採用 opt-in 方式：可透過匯入 time/tzdata 套件，或使用 timetzdata 建置標籤來編譯以啟用。內嵌的資料庫能在某些系統（特別是 Windows）上讓時區資料庫的存取更一致、更可靠，在 Docker 容器與 Go playground 這類虛擬化環境中也可能很有用。

結語

Go 使用 GitHub issues 來追蹤所有的錯誤與功能請求，因此你可以瀏覽 Go 1.15 里程碑中已關閉的 issues 清單，進一步探索這個版本包含的內容。距離 1.15 正式版發布還有超過 2 個月，但你可以使用 gotip 工具輕鬆以最新版本測試自己的程式碼，或等待預定於 6 月 1 日發布的二進位 beta 版本。現在發現的錯誤，幾乎肯定會在 1.15 正式版發布前獲得修正。