注： 转载请注明出处， 原文链接。
概述
在这篇博客中，我将详细介绍 xgo 的实现细节。
如果你不知道，xgo 项目位于 https://github.com/xhd2015/xgo。
它的作用很简单，就是在每个 Go 函数的开头添加拦截器，从而引入了所谓的 Trap 概念，然后在此基础上引入了其他功能，比如 Mock、Patch 和 Trace。
什么是 Trap？
Trap 是插入到函数体开头的一段代码。以一个名为 greet 的函数为例：
func greet(s string) string {return "hello " + s
}
经过xgo的处理后，编译器看到的代码将变为：
import "runtime"func greet(s string) (r0 string){stop, post := runtime.__xgo_trap(greet, &s, &r0)if stop {return}defer post()return "hello " +s
}
这两者的差异可以通过下面的图表来可视化：
如图所示，一旦函数被调用，它的控制流首先转移到 Trap，然后一系列拦截器将根据其目的检查当前调用是否应该被Mock、修改、记录或停止。
这个想法很简单，但也引发了一些问题：
- 编译器如何看到插桩后的代码？
import runtime是什么？
这两个问题反映了 xgo 的两个基本部分：编译器插桩和运行时插桩。
让我们先看看第一个问题。
编译器如何看到插桩后的代码？
为了让编译器看到与其原始源代码不同的代码，中间必须发生某种事情。
有趣的是，go build 有一个名为-toolexec的标志：
$ go help build
...
-toolexec 'cmd args'a program to use to invoke toolchain programs like vet and asm.For example, instead of running asm, the go command will run'cmd args /path/to/asm <arguments for asm>'.The TOOLEXEC_IMPORTPATH environment variable will be set,matching 'go list -f {{.ImportPath}}' for the package being built.
...
如果你搜索 go toolexec，甚至有一个示例：https://go.dev/src/cmd/go/testdata/script/toolexec.txt。
简而言之，-toolexec 标志允许用户拦截 go 调用的每个 compile 和 link 命令，并根据需要执行某种插桩，如下图所示：
请注意，当你在 go build 中添加 -toolexec=my_tool 标志时，它不会直接调用 compile args 和 link args，而是将这些调用转发给 my_tool <cmd> args。
因此，xgo 利用这个标志来拦截 compile 命令，将所有的编译转发到增强后的编译器。
然后，增强后的编译器将在每个函数中插入这些Trap调用，为运行时在实际调用之前捕获函数调用提供机会。
import runtime 是什么？
现在，编译器已经为我们添加了Trap调用，我们如何知道需要进行什么样的检查？
我们不能让每个包都依赖于 xgo，因为它们可能并不需要它。
好在 runtime 也被插桩了，将调用转发给 xgo。因为在 Go 中，每个包都隐式依赖于 runtime 包。控制流程如下图所示：
这实际上是一种依赖注入。这样一来，用户的代码就不必显式依赖xgo。
上述代码可以在 runtime/trap_runtime/xgo_trap.go 和 runtime/trap/trap.go 中找到。
为了使Trap可扩展，xgo 引入了一个名为 interceptor 的概念。它具有以下签名：
type Interceptor struct {Pre func(ctx context.Context, f *core.FuncInfo, args core.Object, result core.Object) (data interface{}, err error)Post func(ctx context.Context, f *core.FuncInfo, args core.Object, result core.Object, data interface{}) error
}
一个 interceptor 由两个子函数组成，称为 Pre 和 Post。
Pre在函数逻辑之前调用，Post在函数逻辑之后使用defer语句调用。
总结
让我们总结一下我们所讨论的内容。
当你运行 xgo test ./ 时，它会执行以下操作：
- 找到 GOROOT，
- 将 GOROOT 复制到 ~/.xgo/go-instruments/GOROOT 以准备进行插桩，
- 对 ~/.xgo/go-instruments/GOROOT 进行补丁，包括编译器和运行时，
- 构建插桩的编译器，
- 使用额外的标志调用 go build：
go build -toolexec=exec_tool ./， exec_tool然后将所有编译命令转发给插桩的编译器，- 一旦所有编译完成，go 调用 link 生成可执行文件，你就得到了一个插桩的二进制文件！
优点和缺点
因此，xgo 从上述机制中获得了优点和缺点。
优点：
- 并发安全：它不会替换需要修改全局地址的函数，因此每个 goroutine 可以设置自己的拦截器并单独删除它们，
- 兼容性：它重写源代码而不是架构指令，因此与操作系统和架构无关，
- 可扩展性：它提供了通用的拦截器，因此它的用途不仅限于模拟，你可以借鉴 GRPC 拦截器的所有用途，比如已经实现的追踪、缓存、日志记录等…
缺点：
- 用户需要安装 xgo 才能启用陷阱功能。
感谢阅读，xgo的核心实现已经在上面全部介绍了。你对此有什么看法？请在这里留下评论，让我们一起讨论吧！
