Go语言的编译过程

简介

Go 语言和Java语言一样都是一门需要编译才能运行的编程语言，也就是说代码在运行之前需要通过编译器生成二进制机器码。

Go 语言编译器的源代码在 src/cmd/compile 目录中，目录下的文件共同组成了 Go 语言的编译器，而编译过程是一个多阶段的过程，它将源代码转换为机器代码。这个过程通常分为以下几个步骤：

词法分析：将源代码分解为标记（token）。
语法分析：将标记组合成语法结构。
类型检查：检查语法结构是否符合Go语言的类型系统。
代码生成：将语法结构转换为机器代码。
链接：将机器代码链接成一个可执行程序。

词法分析

词法分析器将源代码分解为标记。标记是源代码中的基本单位，它可以是一个标识符、一个关键字、一个运算符、一个界定符等。词法分析器使用正则表达式来识别标记。

词法分析器的工作原理如下：

词法分析器从源代码的第一个字符开始扫描。
词法分析器使用正则表达式来匹配源代码中的字符。
如果词法分析器匹配到一个正则表达式，则它将该正则表达式对应的标记返回给语法分析器。
词法分析器继续扫描源代码，直到它到达源代码的末尾。

案例：

func main() {fmt.Println("Hello, world!")
}

上述代码经过词法分析后就会变为如下所示：

func
main
(
)
{
fmt
.
Println
(
"Hello, world!"
)
}

语法分析

语法分析器将词法分析后的标记组合成语法结构。语法结构是源代码中代码块的结构，它可以是一个函数、一个语句、一个表达式等。语法分析器使用上下文无关文法（CFG）来识别语法结构，该过程，语法分析器可以采用自下而上或者自上而下的规约方式进行解析，将每一个 Go 的源代码文件最终会被归纳成一个 SourceFile 结构。

语法分析器的工作原理如下：

语法分析器从词法分析器接收标记。
语法分析器使用 CFG 来解析标记。
如果语法分析器成功地解析了标记，则它将语法结构返回给类型检查器。
如果语法分析器无法解析标记，则它将报错。

PS：SourceFile 结构：

SourceFile 结构是 Go 编译器生成的内部数据结构，它表示一个 Go 源代码文件。SourceFile 结构包含了源代码文件中的所有语法结构，例如函数、变量、类型等。

针对上面提到的helloWorld代码,最终会归纳为下面这个SourceFile结构

SourceFile {Name: nil,Decls: []Decl{&FuncDecl{Name: &Ident{Name: "main"},Type: &FuncType{Params: []*Field{},Results: []*Field{},},Body: &BlockStmt{List: []Stmt{&ExprStmt{X: &CallExpr{Fun: &Ident{Name: "fmt"},Args: []Expr{&BasicLit{Value: "Hello, world!"},},},},},},},},Imports: []*ImportDecl{},Comments: []*CommentGroup{},Doc: nil,Pos: token.Pos(0),End: token.Pos(48),
}