GoPLS Viewer

Home|gopls/go/loader/doc.go
1// Copyright 2015 The Go Authors. All rights reserved.
2// Use of this source code is governed by a BSD-style
3// license that can be found in the LICENSE file.
4
5// Package loader loads a complete Go program from source code, parsing
6// and type-checking the initial packages plus their transitive closure
7// of dependencies.  The ASTs and the derived facts are retained for
8// later use.
9//
10// Deprecated: This is an older API and does not have support
11// for modules. Use golang.org/x/tools/go/packages instead.
12//
13// The package defines two primary types: Config, which specifies a
14// set of initial packages to load and various other options; and
15// Program, which is the result of successfully loading the packages
16// specified by a configuration.
17//
18// The configuration can be set directly, but *Config provides various
19// convenience methods to simplify the common cases, each of which can
20// be called any number of times.  Finally, these are followed by a
21// call to Load() to actually load and type-check the program.
22//
23//    var conf loader.Config
24//
25//    // Use the command-line arguments to specify
26//    // a set of initial packages to load from source.
27//    // See FromArgsUsage for help.
28//    rest, err := conf.FromArgs(os.Args[1:], wantTests)
29//
30//    // Parse the specified files and create an ad hoc package with path "foo".
31//    // All files must have the same 'package' declaration.
32//    conf.CreateFromFilenames("foo", "foo.go", "bar.go")
33//
34//    // Create an ad hoc package with path "foo" from
35//    // the specified already-parsed files.
36//    // All ASTs must have the same 'package' declaration.
37//    conf.CreateFromFiles("foo", parsedFiles)
38//
39//    // Add "runtime" to the set of packages to be loaded.
40//    conf.Import("runtime")
41//
42//    // Adds "fmt" and "fmt_test" to the set of packages
43//    // to be loaded.  "fmt" will include *_test.go files.
44//    conf.ImportWithTests("fmt")
45//
46//    // Finally, load all the packages specified by the configuration.
47//    prog, err := conf.Load()
48//
49// See examples_test.go for examples of API usage.
50//
51// # CONCEPTS AND TERMINOLOGY
52//
53// The WORKSPACE is the set of packages accessible to the loader.  The
54// workspace is defined by Config.Build, a *build.Context.  The
55// default context treats subdirectories of $GOROOT and $GOPATH as
56// packages, but this behavior may be overridden.
57//
58// An AD HOC package is one specified as a set of source files on the
59// command line.  In the simplest case, it may consist of a single file
60// such as $GOROOT/src/net/http/triv.go.
61//
62// EXTERNAL TEST packages are those comprised of a set of *_test.go
63// files all with the same 'package foo_test' declaration, all in the
64// same directory.  (go/build.Package calls these files XTestFiles.)
65//
66// An IMPORTABLE package is one that can be referred to by some import
67// spec.  Every importable package is uniquely identified by its
68// PACKAGE PATH or just PATH, a string such as "fmt", "encoding/json",
69// or "cmd/vendor/golang.org/x/arch/x86/x86asm".  A package path
70// typically denotes a subdirectory of the workspace.
71//
72// An import declaration uses an IMPORT PATH to refer to a package.
73// Most import declarations use the package path as the import path.
74//
75// Due to VENDORING (https://golang.org/s/go15vendor), the
76// interpretation of an import path may depend on the directory in which
77// it appears.  To resolve an import path to a package path, go/build
78// must search the enclosing directories for a subdirectory named
79// "vendor".
80//
81// ad hoc packages and external test packages are NON-IMPORTABLE.  The
82// path of an ad hoc package is inferred from the package
83// declarations of its files and is therefore not a unique package key.
84// For example, Config.CreatePkgs may specify two initial ad hoc
85// packages, both with path "main".
86//
87// An AUGMENTED package is an importable package P plus all the
88// *_test.go files with same 'package foo' declaration as P.
89// (go/build.Package calls these files TestFiles.)
90//
91// The INITIAL packages are those specified in the configuration.  A
92// DEPENDENCY is a package loaded to satisfy an import in an initial
93// package or another dependency.
94package loader
95
96// IMPLEMENTATION NOTES
97//
98// 'go test', in-package test files, and import cycles
99// ---------------------------------------------------
100//
101// An external test package may depend upon members of the augmented
102// package that are not in the unaugmented package, such as functions
103// that expose internals.  (See bufio/export_test.go for an example.)
104// So, the loader must ensure that for each external test package
105// it loads, it also augments the corresponding non-test package.
106//
107// The import graph over n unaugmented packages must be acyclic; the
108// import graph over n-1 unaugmented packages plus one augmented
109// package must also be acyclic.  ('go test' relies on this.)  But the
110// import graph over n augmented packages may contain cycles.
111//
112// First, all the (unaugmented) non-test packages and their
113// dependencies are imported in the usual way; the loader reports an
114// error if it detects an import cycle.
115//
116// Then, each package P for which testing is desired is augmented by
117// the list P' of its in-package test files, by calling
118// (*types.Checker).Files.  This arrangement ensures that P' may
119// reference definitions within P, but P may not reference definitions
120// within P'.  Furthermore, P' may import any other package, including
121// ones that depend upon P, without an import cycle error.
122//
123// Consider two packages A and B, both of which have lists of
124// in-package test files we'll call A' and B', and which have the
125// following import graph edges:
126//    B  imports A
127//    B' imports A
128//    A' imports B
129// This last edge would be expected to create an error were it not
130// for the special type-checking discipline above.
131// Cycles of size greater than two are possible.  For example:
132//   compress/bzip2/bzip2_test.go (package bzip2)  imports "io/ioutil"
133//   io/ioutil/tempfile_test.go   (package ioutil) imports "regexp"
134//   regexp/exec_test.go          (package regexp) imports "compress/bzip2"
135//
136//
137// Concurrency
138// -----------
139//
140// Let us define the import dependency graph as follows.  Each node is a
141// list of files passed to (Checker).Files at once.  Many of these lists
142// are the production code of an importable Go package, so those nodes
143// are labelled by the package's path.  The remaining nodes are
144// ad hoc packages and lists of in-package *_test.go files that augment
145// an importable package; those nodes have no label.
146//
147// The edges of the graph represent import statements appearing within a
148// file.  An edge connects a node (a list of files) to the node it
149// imports, which is importable and thus always labelled.
150//
151// Loading is controlled by this dependency graph.
152//
153// To reduce I/O latency, we start loading a package's dependencies
154// asynchronously as soon as we've parsed its files and enumerated its
155// imports (scanImports).  This performs a preorder traversal of the
156// import dependency graph.
157//
158// To exploit hardware parallelism, we type-check unrelated packages in
159// parallel, where "unrelated" means not ordered by the partial order of
160// the import dependency graph.
161//
162// We use a concurrency-safe non-blocking cache (importer.imported) to
163// record the results of type-checking, whether success or failure.  An
164// entry is created in this cache by startLoad the first time the
165// package is imported.  The first goroutine to request an entry becomes
166// responsible for completing the task and broadcasting completion to
167// subsequent requestors, which block until then.
168//
169// Type checking occurs in (parallel) postorder: we cannot type-check a
170// set of files until we have loaded and type-checked all of their
171// immediate dependencies (and thus all of their transitive
172// dependencies). If the input were guaranteed free of import cycles,
173// this would be trivial: we could simply wait for completion of the
174// dependencies and then invoke the typechecker.
175//
176// But as we saw in the 'go test' section above, some cycles in the
177// import graph over packages are actually legal, so long as the
178// cycle-forming edge originates in the in-package test files that
179// augment the package.  This explains why the nodes of the import
180// dependency graph are not packages, but lists of files: the unlabelled
181// nodes avoid the cycles.  Consider packages A and B where B imports A
182// and A's in-package tests AT import B.  The naively constructed import
183// graph over packages would contain a cycle (A+AT) --> B --> (A+AT) but
184// the graph over lists of files is AT --> B --> A, where AT is an
185// unlabelled node.
186//
187// Awaiting completion of the dependencies in a cyclic graph would
188// deadlock, so we must materialize the import dependency graph (as
189// importer.graph) and check whether each import edge forms a cycle.  If
190// x imports y, and the graph already contains a path from y to x, then
191// there is an import cycle, in which case the processing of x must not
192// wait for the completion of processing of y.
193//
194// When the type-checker makes a callback (doImport) to the loader for a
195// given import edge, there are two possible cases.  In the normal case,
196// the dependency has already been completely type-checked; doImport
197// does a cache lookup and returns it.  In the cyclic case, the entry in
198// the cache is still necessarily incomplete, indicating a cycle.  We
199// perform the cycle check again to obtain the error message, and return
200// the error.
201//
202// The result of using concurrency is about a 2.5x speedup for stdlib_test.
203
MembersX
Members
X