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# 特别放送 | Go Modules实战
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你好，我是孔令飞。
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今天我们更新一期特别放送作为加餐。在 [特别放送 | Go Modules依赖包管理全讲](https://time.geekbang.org/column/article/416397)中，我介绍了Go Modules的知识，里面内容比较多，你可能还不知道具体怎么使用Go Modules来为你的项目管理Go依赖包。
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这一讲，我就通过一个具体的案例，带你一步步学习Go Modules的常见用法以及操作方法，具体包含以下内容：
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1. 准备一个演示项目。
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2. 配置Go Modules。
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3. 初始化Go包为Go模块。
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4. Go包依赖管理。
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## 准备一个演示项目
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为了演示Go Modules的用法，我们首先需要一个Demo项目。假设我们有一个hello的项目，里面有两个文件，分别是hello.go和hello\_test.go，所在目录为`/home/lk/workspace/golang/src/github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello`。
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hello.go文件内容为：
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```go
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package hello
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func Hello() string {
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return "Hello, world."
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}
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```
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hello\_test.go文件内容为：
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```go
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package hello
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import "testing"
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func TestHello(t *testing.T) {
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want := "Hello, world."
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if got := Hello(); got != want {
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t.Errorf("Hello() = %q, want %q", got, want)
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}
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}
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```
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这时候，该目录包含了一个Go包，但还不是Go模块，因为没有go.mod件。接下来，我就给你演示下，如何将这个包变成一个Go模块，并执行Go依赖包的管理操作。这些操作共有10个步骤，下面我们来一步步看下。
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## 配置Go Modules
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1. 打开Go Modules
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确保Go版本`>=go1.11`，并开启Go Modules，可以通过设置环境变量`export GO111MODULE=on`开启。如果你觉得每次都设置比较繁琐，可以将`export GO111MODULE=on`追加到文件`$HOME/.bashrc`中，并执行 `bash` 命令加载到当前shell环境中。
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2. 设置环境变量
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对于国内的开发者来说，需要设置`export GOPROXY=https://goproxy.cn,direct`，这样一些被墙的包可以通过国内的镜像源安装。如果我们有一些模块存放在私有仓库中，也需要设置GOPRIVATE环境变量。
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因为Go Modules会请求Go Checksum Database，Checksum Database国内也可能会访问失败，可以设置`export GOSUMDB=off`来关闭Checksum校验。对于一些模块，如果你希望不通过代理服务器，或者不校验`checksum`，也可以根据需要设置GONOPROXY和GONOSUMDB。
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## 初始化Go包为Go模块
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3. 创建一个新模块
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你可以通过`go mod init`命令，初始化项目为Go Modules。 `init` 命令会在当前目录初始化并创建一个新的go.mod文件，也代表着创建了一个以项目根目录为根的Go Modules。如果当前目录已经存在go.mod文件，则会初始化失败。
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在初始化Go Modules时，需要告知`go mod init`要初始化的模块名，可以指定模块名，例如`go mod init github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello`。也可以不指定模块名，让`init`自己推导。下面我来介绍下推导规则。
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* 如果有导入路径注释，则使用注释作为模块名，比如：
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```bash
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package hello // import "github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello"
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```
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则模块名为`github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello`。
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* 如果没有导入路径注释，并且项目位于GOPATH路径下，则模块名为绝对路径去掉`$GOPATH/src`后的路径名，例如`GOPATH=/home/lk/workspace/golang`，项目绝对路径为`/home/colin/workspace/golang/src/github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello`，则模块名为`github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello`。
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初始化完成之后，会在当前目录生成一个go.mod文件：
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```bash
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$ cat go.mod
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module github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello
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go 1.14
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```
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文件内容表明，当前模块的导入路径为`github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello`，使用的Go版本是`go 1.14`。
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如果要新增子目录创建新的package，则package的导入路径自动为 `模块名/子目录名` ：`github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello/<sub-package-name>`，不需要在子目录中再次执行`go mod init`。
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比如，我们在hello目录下又创建了一个world包`world/world.go`，则world包的导入路径为`github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello/world`。
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## Go包依赖管理
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4. 增加一个依赖
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Go Modules主要是用来对包依赖进行管理的，所以这里我们来给hello包增加一个依赖`rsc.io/quote`：
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```go
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package hello
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import "rsc.io/quote"
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func Hello() string {
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return quote.Hello()
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}
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```
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运行`go test`：
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```bash
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$ go test
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go: finding module for package rsc.io/quote
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go: downloading rsc.io/quote v1.5.2
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go: found rsc.io/quote in rsc.io/quote v1.5.2
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go: downloading rsc.io/sampler v1.3.0
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PASS
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ok github.com/google/addlicense/golang/src/github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.003s
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```
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当go命令在解析源码时，遇到需要导入一个模块的情况，就会去go.mod文件中查询该模块的版本，如果有指定版本，就导入指定的版本。
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如果没有查询到该模块，go命令会自动根据模块的导入路径安装模块，并将模块和其最新的版本写入go.mod文件中。在我们的示例中，`go test`将模块`rsc.io/quote`解析为`rsc.io/quote v1.5.2`，并且同时还下载了`rsc.io/quote`模块的两个依赖模块：`rsc.io/quote`和`rsc.io/sampler`。只有直接依赖才会被记录到go.mod文件中。
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查看go.mod文件：
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```bash
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module github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello
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go 1.14
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require rsc.io/quote v1.5.2
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```
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再次执行`go test`：
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```bash
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$ go test
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PASS
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ok github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.003s
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```
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当我们再次执行`go test`时，不会再下载并记录需要的模块，因为go.mod目前是最新的，并且需要的模块已经缓存到了本地的`$GOPATH/pkg/mod`目录下。可以看到，在当前目录还新生成了一个go.sum文件：
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```bash
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$ cat go.sum
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golang.org/x/text v0.0.0-20170915032832-14c0d48ead0c h1:qgOY6WgZOaTkIIMiVjBQcw93ERBE4m30iBm00nkL0i8=
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golang.org/x/text v0.0.0-20170915032832-14c0d48ead0c/go.mod h1:NqM8EUOU14njkJ3fqMW+pc6Ldnwhi/IjpwHt7yyuwOQ=
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rsc.io/quote v1.5.2 h1:w5fcysjrx7yqtD/aO+QwRjYZOKnaM9Uh2b40tElTs3Y=
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rsc.io/quote v1.5.2/go.mod h1:LzX7hefJvL54yjefDEDHNONDjII0t9xZLPXsUe+TKr0=
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rsc.io/sampler v1.3.0 h1:7uVkIFmeBqHfdjD+gZwtXXI+RODJ2Wc4O7MPEh/QiW4=
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rsc.io/sampler v1.3.0/go.mod h1:T1hPZKmBbMNahiBKFy5HrXp6adAjACjK9JXDnKaTXpA=
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```
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`go test`在执行时，还可以添加`-mod`选项，比如`go test -mod=vendor`。`-mod`有3个值，我来分别介绍下。
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* readonly：不更新go.mod，任何可能会导致go.mod变更的操作都会失败。通常用来检查go.mod文件是否需要更新，例如用在CI或者测试场景。
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* vendor：从项目顶层目录下的vendor中导入包，而不是从模块缓存中导入包，需要确保vendor包完整准确。
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* mod：从模块缓存中导入包，即使项目根目录下有vendor目录。
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如果`go test`执行时没有`-mod`选项，并且项目根目录存在vendor目录，go.mod中记录的go版本大于等于`1.14`，此时`go test`执行效果等效于`go test -mod=vendor`。`-mod`标志同样适用于go build、go install、go run、go test、go list、go vet命令。
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5. 查看所有依赖模块
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我们可以通过`go list -m all`命令查看所有依赖模块：
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```bash
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$ go list -m all
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github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello
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golang.org/x/text v0.0.0-20170915032832-14c0d48ead0c
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rsc.io/quote v1.5.2
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rsc.io/sampler v1.3.0
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```
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可以看出，除了`rsc.io/quote v1.5.2`外，还间接依赖了其他模块。
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6. 更新依赖
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通过`go list -m all`，我们可以看到模块依赖的`golang.org/x/text`模块版本是`v0.0.0`，我们可以通过`go get`命令，将其更新到最新版本，并观察测试是否通过：
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```bash
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$ go get golang.org/x/text
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go: golang.org/x/text upgrade => v0.3.3
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$ go test
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PASS
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ok github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.003s
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```
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`go test`命令执行后输出PASS说明升级成功，再次看下`go list -m all`和go.mod文件：
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```bash
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$ go list -m all
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github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello
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golang.org/x/text v0.3.3
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golang.org/x/tools v0.0.0-20180917221912-90fa682c2a6e
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rsc.io/quote v1.5.2
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rsc.io/sampler v1.3.0
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$ cat go.mod
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module github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello
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go 1.14
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require (
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golang.org/x/text v0.3.3 // indirect
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rsc.io/quote v1.5.2
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)
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```
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可以看到，`golang.org/x/text`包被更新到最新的tag版本(`v0.3.3`)，并且同时更新了go.mod文件。`// indirect`说明`golang.org/x/text`是间接依赖。现在我们再尝试更新`rsc.io/sampler`并测试：
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```bash
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$ go get rsc.io/sampler
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go: rsc.io/sampler upgrade => v1.99.99
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go: downloading rsc.io/sampler v1.99.99
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$ go test
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--- FAIL: TestHello (0.00s)
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hello_test.go:8: Hello() = "99 bottles of beer on the wall, 99 bottles of beer, ...", want "Hello, world."
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FAIL
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exit status 1
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FAIL github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.004s
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```
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测试失败，说明最新的版本`v1.99.99`与我们当前的模块不兼容，我们可以列出`rsc.io/sampler`所有可用的版本，并尝试更新到其他版本：
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```bash
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$ go list -m -versions rsc.io/sampler
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rsc.io/sampler v1.0.0 v1.2.0 v1.2.1 v1.3.0 v1.3.1 v1.99.99
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# 我们尝试选择一个次新的版本v1.3.1
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$ go get rsc.io/sampler@v1.3.1
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go: downloading rsc.io/sampler v1.3.1
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$ go test
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PASS
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ok github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.004s
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```
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可以看到，更新到`v1.3.1`版本，测试是通过的。`go get`还支持多种参数，如下表所示：
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7. 添加一个新的major版本依赖
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我们尝试添加一个新的函数`func Proverb`，该函数通过调用`rsc.io/quote/v3`的`quote.Concurrency`函数实现。
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首先，我们在hello.go文件中添加新函数：
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```go
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package hello
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import (
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"rsc.io/quote"
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quoteV3 "rsc.io/quote/v3"
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)
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func Hello() string {
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return quote.Hello()
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}
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func Proverb() string {
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return quoteV3.Concurrency()
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}
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```
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在hello\_test.go中添加该函数的测试用例：
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```go
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func TestProverb(t *testing.T) {
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want := "Concurrency is not parallelism."
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if got := Proverb(); got != want {
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t.Errorf("Proverb() = %q, want %q", got, want)
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}
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}
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```
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然后执行测试：
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```bash
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$ go test
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go: finding module for package rsc.io/quote/v3
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go: found rsc.io/quote/v3 in rsc.io/quote/v3 v3.1.0
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PASS
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ok github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.003s
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```
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测试通过，可以看到当前模块同时依赖了同一个模块的不同版本`rsc.io/quote`和`rsc.io/quote/v3`：
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```bash
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$ go list -m rsc.io/q...
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rsc.io/quote v1.5.2
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rsc.io/quote/v3 v3.1.0
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```
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8. 升级到不兼容的版本
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在上一步中，我们使用`rsc.io/quote v1`版本的`Hello()`函数。按照语义化版本规则，如果我们想升级`major`版本，可能面临接口不兼容的问题，需要我们变更代码。我们来看下`rsc.io/quote/v3`的函数：
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```bash
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$ go doc rsc.io/quote/v3
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package quote // import "github.com/google/addlicense/golang/pkg/mod/rsc.io/quote/v3@v3.1.0"
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Package quote collects pithy sayings.
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func Concurrency() string
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func GlassV3() string
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func GoV3() string
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func HelloV3() string
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func OptV3() string
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```
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可以看到，`Hello()`函数变成了`HelloV3()`，这就需要我们变更代码做适配。因为我们都统一模块到一个版本了，这时候就不需要再为了避免重名而重命名模块，所以此时hello.go内容为：
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```go
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package hello
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import (
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"rsc.io/quote/v3"
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)
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func Hello() string {
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return quote.HelloV3()
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}
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func Proverb() string {
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return quote.Concurrency()
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}
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```
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执行`go test`：
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```bash
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$ go test
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PASS
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ok github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello 0.003s
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```
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可以看到测试成功。
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9. 删除不使用的依赖
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在上一步中，我们移除了`rsc.io/quote`包，但是它仍然存在于`go list -m all`和go.mod中，这时候我们要执行`go mod tidy`清理不再使用的依赖：
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```bash
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$ go mod tidy
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[colin@dev hello]$ cat go.mod
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module github.com/marmotedu/gopractise-demo/modules/hello
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go 1.14
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require (
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golang.org/x/text v0.3.3 // indirect
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rsc.io/quote/v3 v3.1.0
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rsc.io/sampler v1.3.1 // indirect
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)
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```
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10. 使用vendor
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如果我们想把所有依赖都保存起来，在Go命令执行时不再下载，可以执行`go mod vendor`，该命令会把当前项目的所有依赖都保存在项目根目录的vendor目录下，也会创建`vendor/modules.txt`文件，来记录包和模块的版本信息：
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```bash
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$ go mod vendor
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$ ls
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go.mod go.sum hello.go hello_test.go vendor world
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```
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到这里，我就讲完了Go依赖包管理常用的10个操作。
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## 总结
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这一讲中，我详细介绍了如何使用Go Modules来管理依赖，它包括以下Go Modules操作：
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1. 打开Go Modules；
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2. 设置环境变量；
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3. 创建一个新模块；
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4. 增加一个依赖；
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5. 查看所有依赖模块；
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6. 更新依赖；
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7. 添加一个新的major版本依赖；
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8. 升级到不兼容的版本；
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9. 删除不使用的依赖。
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10. 使用vendor。
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## 课后练习
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1. 思考下，如何更新项目的所有依赖到最新的版本？
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2. 思考下，如果我们的编译机器访问不了外网，如何通过Go Modules下载Go依赖包？
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欢迎你在留言区与我交流讨论，我们下一讲见。
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