POLOXUE's BLOG

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18 Feb 2024

Go 中的 init 如何用？它的常见应用场景有哪些呢？

嗨，大家好！我是波罗学。本文是系列文章 Go 技巧第十六篇，系列文章查看：Go 语言技巧。

Go 中有一个特别的 init() 函数，它主要用于包的初始化。init() 函数在包被引入后会被自动执行。如果在 main 包中，它也会在 main() 函数之前执行。

本文将以此为主题，介绍 Go 中 init() 函数的使用和常见使用场景。还有，我在工作中更多看到的是 init() 函数的滥用。

init() 函数的执行时机

首先，init() 的执行时机处于包级别变量声明和 main() 函数执行之间。

这意味着在包中声明的全局变量，如果附带初始化表达式，这些表达式将在任何 init() 函数执行之前进行初始化。

我们通过一个示例演示，代码如下：

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var Age = GetAge()

func GetAge() int {
    return 18
}

func init() {
    fmt.Printf("You're %d years old.\n", Age)
    Age = 3
}

func main() {
    fmt.Printf("You're %d years old.\n", Age)
}

输出：

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You're 18 years old
You're 3 years old

从输出可知，GetAge() 函数作为 Age 的初始化函数，于 init() 函数前执行，赋值 Age 为 3。而 init() 函数于其后执行，赋值 Age 为 3。main() 函数则在最后执行，输出最终的 Age 值。

这个顺序是符合我们预期的。

与被引入包的 init() 函数

如果一个包导入了其他包，被导入包的初始化 init() 则会先于导入它的包的变量初始化和 init 函数前执行。

举例来说明吧！

假设，我们有一个 main 包，它导入了 sub 包，并且同样有一个 init() 函数：

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// main.go

package main

import (
    "fmt"
    _ "demo/sub"
)

var age = GetAge()

func GetAge() int {
  fmt.Println("main initialize variables.")
  return 18
}

func init() {
    fmt.Println("main package init")
}

func main() {
    fmt.Println("main function")
}

而 sub 包中包含定义的 init() 函数

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// sub/sub.go

package sub

import "fmt"

var age = GetAge()

func GetAge() int {
  fmt.Println("sub initialize variables.")
  return 18
}

func init() {
    fmt.Println("sub package init")
}

// 其他可能的函数和声明

当你运行 main.go 时，输出将会按照以下顺序出现：

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sub initialize variables.
sub package init
main initialize variables.
main package init
main function

这个示例清晰地展示了包的初始化顺序：首先是被导入包（sub）的 init() 函数，然后是导入它的包（main）的 init() 函数，最后是 main 函数。

这也确保了依赖包在使用前已经被正确初始化。

特别说明：

init() 区别于其他函数，不需要我们显式调用，它会自动被 Go runtime 调用。而且，每个包中的 init() 只会被执行一次。

一个包其实可有多个 init()，无论是在分部在包中的同一个文件中还是多个文件中。如果分布在多个文件中，执行顺序通常是按照文件名的字典顺序。

为说明这个问题，我们首先修改 sub.go 文件，内容如下：

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// sub/sub.go

package sub

import "fmt"

var age = GetAge()

func GetAge() int {
  fmt.Println("sub initialize variables.")
  return 18
}

func init() {
    fmt.Println("sub init 1")
}

func init() {
    fmt.Println("sub init 2")
}

新增一个 sub1.go 文件，如下所示：

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// sub/sub1.go

package sub

import "fmt"

var age = GetAge1()

func GetAge1() int {
  fmt.Println("sub1 initialize variables.")
  return 18
}

func init() {
    fmt.Println("sub1 init")
}

输出：

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sub initialize variables.
sub init 1
sub init 2
sub1 initialize variables.
sub1 init
main initialize variables.
main package init
main function

结果符合预期。

init() 的使用场景

init() 函数通常用于进行一些必要的设置或初始化操作，例如初始化包级别的变量与命令行参数、配置加载、环境检查、甚至注册插件等。

项目开发中，组件依赖管理通常比较令人头疼。但一些简单的依赖关系，即使没有如 wire 这样依赖注入工具的加持，通过 init 也可管理。

命令行参数

对于开发一个简单的命令行应用，init() 和标准库 flag 包结合，可快速完成命令命令行参数的初始化。

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package main

import (
    "flag"
    "fmt"
)

var name string
var help bool

func init() {
    flag.StringVar(&name, "name", "World", "a name to say hello to")
    flag.StringVar(&help, "name", "World", "display help information")
    flag.Parse()
}

func main() {
    if help {
        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Usage of %s:\n", os.Args[0])
        flag.PrintDefaults()
        os.Exit(1)
    } 
    fmt.Printf("Hello, %s!\n", name)
}

以上示例中，init() 函数解析了命令行参数并初始化变量 name 和 help 变量。

配置加载

init 函数的领哇一个常见场景是配置加载。配置通常是程序启动时要尽早执行的操作。

例如，你有一个 web 服务，要在启动服务器前加载数据库配置、API 密钥或其他服务配置。

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var config AppConfig

func init() {
    configFile, err := os.Open("config.json")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer configFile.Close()
    jsonParser := json.NewDecoder(configFile)
    jsonParser.Decode(&config)
}

如果配置加载都出现问题，很大程度说明服务配置不正常，要立刻退出服务。我们可使用 log.Fatal(err) （更优雅）或 panic(err) 退出服务。

环境检查

init() 还可以用于检查和验证程序运行所需的环境。如，我们要确保必要的环境变量已设置，或者必要的外部服务可用。

如我们的必须依赖一个需要认证的外部服务，示例代码：

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func init() {
    if os.Getenv("XXX_API_KEY") == "" {
        log.Fatal("XXX_API_KEY environment variable not set")
    }

    apiKey := os.Getenv("XXX_API_KEY")
    // instantiating Component
    // ...
}

通过，如果要实例化的组件不需要赖加载，创建和配置验证同时 init() 中完成即可。

注册插件或服务

如果你的程序用的是插件架构，我们可以在程序启动时注册这些插件。init() 正可以用来自动注册这些插件。

示例代码：

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func init() {
    plugin.Register("myPlugin", NewMyPlugin)
}

Go 的数据库驱动管理可作为这种场景的典型案例。

Go 的 database 操作通常依赖 database/sql 包，它提供了一种通用接口与 SQL 或类 SQL 数据库交互。而具体的驱动实现（如 MySQL、PostgreSQL、SQLite 等）通常是通过实现 database/sql 包定义接口来提供支持。

这种架构下，init() 被用于驱动的自动注册。

例如，如下这个 MySQL 驱动的实现：

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package mysql

import (
    "database/sql"
)

func init() {
    sql.Register("mysql", &MySQLDriver{})
}

type MySQLDriver struct {
    // 驱动的实现
}

我们只要导入这个 database driver 包，它的 init() 就会被调用，将驱动注册到 database/sql 包中。

我们使用的时候，通过 database/sql 接口即可使用该 MySQL 驱动，而不需关心它的实现细节。

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import (
    "database/sql"
    _ "github.com/go-sql-driver/mysql" // 导入 MySQL 驱动
)

func main() {
    db, err := sql.Open("mysql", "user:password@/dbname")
    // ...
}

通过这种方式，Go 的数据库驱动代码更加模块化和灵活性。使用方只需关心与 database/sql 交互即可，而不必关心驱动的实现细节。

实际的场景案例，我觉得肯定不止这么多。对于任何需要提前初始化和验证的场景，可适当考虑是否可通过使用 init() 来简化代码。

注意点

讲了那么多 init() 的使用，但我在平时发现，更多的时候 init() 函数是在被滥用。

我这里不得不提一些注意点。

启动耗时

首先，由于 init() 函数在程序启动时自动执行，这就导致它会增加程序启动时间，特别是一些组件初始化耗时较长。

非必要场景，懒加载依然是不错的选择。

什么是必要场景呢？简单来说，如果这个操作失败了，这个程序就没有继续启动的必要了。

依赖关系

还有，过多或过于复杂的 init() 函数可能会导致程序难以理解维护，依赖关系混乱。

这点在单体项目中体现的特别明显，所有人维护一个项目，所以依赖都加载到 init() 中。

如何解决呢？

如前面所有，一方面要仅在必要场景时使用 init() 函数初始化一些操作。

另外，有条件的话，建议尽量保持服务简单，如果依赖过多，如出现要一个服务连接多个相同组件（数据库、Redis），就是时候考虑优化系统设计了，可考虑将部分业务抽离为独立服务。

总结

本文介绍了到 init() 函数在 Go 中的特殊之处和使用方式。它提供了一种不同于其他语言的机制来初始化包，但也需谨慎使用以避免不必要的复杂性。

最后，希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用 Go 的 init() 函数。

感谢阅读。

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