Go 将引入标准库 v2 版本,首个动手的是:math/rand/v2!

大家好,我是煎鱼。

最近 Go 核心团队负责人 @Russ Cox(下称:rsc)发起了一项 “讨论”。希望正式开启 Go 标准库的 v2 版本,相当于老树发新芽了。

Go 标准库升级 v2 原因

这次会发起这个提案的最直接原因是:我们(指的 Go 团队)要清理 math/rand 标准库的脏乱差,修复许多挥之不去的问题,特别是使用过时的生成器、缓慢的算法(性能),以及与 crypto/rand.Read 的不幸冲突。

间接且重要的原因是:

  • 为标准库中的其他 v2 包树立一个榜样。创建 math/rand/v2 可以让我们在一个相对较少使用的包中解决工具问题(gopls、goimports 等工具对 v2 包的支持)。

  • 后续要对更常用、风险更高的包(如:sync/v2encoding/json/v2)进行新版本迭代,先以 math/rand/v2 来升级,风险低很多。

总结一下,三点:

  1. 标准库里的 math/rand 和其他包的老毛病和待提高的地方太多了。

  2. Go1 要求兼容性保障,没法直接改。

  3. 我们要推动标准库的 v2 版本升级。

math/rand 问题清单

那针对 math/rand 本身有哪些问题呢,rsc 也拉了一份清单,证明本次升级 v2 版本的原因和计划改造的地方。

对于完整实现感兴趣的同学可以查看 502506: math/rand/v2: delete Mitchell/Reeds source[1]

以下是快速概览:

  • 删除 Rand.Read 和顶层的 Read。

  • 移除 Source.Seed、Rand.Seed 和顶层 Seed。(意味着像 Int 这样的顶层函数将总是随机播种)

  • 移除 Source64,现在 Source 提供了 Uint64 方法,原有的方法没有必要存在了。

  • 在 Float32 和 Float64 中使用更直接的实现。以 Float64 为例,它最初使用 float64(r.Int63()) / (1<<63)。但这有一个问题,就是偶尔会四舍五入到 1.0,而 Float64 一定不会。我们期望改成 float64(r.Int63n(1<<53)) / (1<<53),这就避免了四舍五入的问题。

  • Rand.Shuffle 的方式实现 Rand.Perm。Shuffle 的效率更高一些,这样可以确保只有一个实现。

  • 将 Int31、Int31n、Int63、Int64n 更名为 Int32、Int32n、Int64、Int64n。这些名字是不必要的迂腐和混乱。

  • 添加 Uint32, Uint32n, Uint64, Uint64n, Uint, Uintn,将会是 Rand 上的顶级函数和方法。

  • 在 Intn, Uintn, Int32n, Uint32n, Int64n, Uint64n 中使用 Lemire 的算法。性能会有新的突破。

  • 添加一个新的 Source 实现,PCG-DXSM,包含以下 API:

func NewPCG(seed1, seed2 uint64) *PCG
type PCG struct { ... }
func (p *PCG) Uint64() uint64
func (p *PCG) Seed(seed1, seed2 uint64)
  • 删除 Mitchell & Reeds LFSR 生成器和 NewSource。

总结

Go 近年在推动了 Go1 向前向后兼容性保障和策略后,似乎正期望在对既有的组件们进行大修整。

这次 math/rand 将会打响的 Go 标准库 v2 升级的前哨战。后续 sync/v2encoding/json/v2 也陆续有来。值得期待!

但是最近我关注到,现在 Go 较大的东西基本都是 rsc 在推动和改造。不知道 Go 核心团队是否也出现了一些青黄不接?这是一个值得担忧的点。

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参考资料

[1]

502506: math/rand/v2: delete Mitchell/Reeds source: https://go-review.googlesource.com/c/go/+/502506

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