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前言

在 【Go】?jī)?nèi)存中的空接口 一文中，我們知道 interface{} 類型的對(duì)象的結(jié)構(gòu)如下：

// emptyInterface is the header for an interface{} value. 
type emptyInterface struct { 
  typ  *rtype 
  word unsafe.Pointer 
} 

該結(jié)構(gòu)體包含兩個(gè)指針，占 16 個(gè)字節(jié)。

該結(jié)構(gòu)體包含類型信息和數(shù)據(jù)信息，Go編譯器可以把任何類型的數(shù)據(jù)封裝成該結(jié)構(gòu)的對(duì)象;結(jié)果是在語法層面， interface{} 類型的變量可以引用任何類型的數(shù)據(jù)， interface{} 類型的形式參數(shù)可以接收任何類型的實(shí)際參數(shù)。

前文只是介紹了 interface{} 的對(duì)象結(jié)構(gòu)，但還沒有介紹 interface{} 的類型信息。本文將詳細(xì)分析空接口的類型信息。

繼續(xù)閱讀文本之前，強(qiáng)烈推薦優(yōu)先閱讀以下兩篇圖文：

• 【Go】?jī)?nèi)存中的空接口
• 【Go】深入理解函數(shù)

環(huán)境

OS : Ubuntu 20.04.2 LTS; x86_64 
Go : go version go1.16.2 linux/amd64 

聲明

操作系統(tǒng)、處理器架構(gòu)、Go版本不同，均有可能造成相同的源碼編譯后運(yùn)行時(shí)的寄存器值、內(nèi)存地址、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等存在差異。

本文僅包含 64 位系統(tǒng)架構(gòu)下的 64 位可執(zhí)行程序的研究分析。

本文僅保證學(xué)習(xí)過程中的分析數(shù)據(jù)在當(dāng)前環(huán)境下的準(zhǔn)確有效性。

代碼清單

package main 
 
import "fmt" 
import "reflect" 
 
func main() { 
  Typeof(Typeof) 
} 
 
//go:noinline 
func Typeof(i interface{}) { 
  t := reflect.TypeOf(i) 
  fmt.Println("函數(shù)類型", t.String()) 
  fmt.Println("參數(shù)類型", t.In(0).String()) 
} 

運(yùn)行結(jié)果

接口類型

接口類型信息的結(jié)構(gòu)定義在reflect/type.go源文件中：

// interfaceType represents an interface type. 
type interfaceType struct { 
  rtype 
  pkgPath name      // import path 
  methods []imethod // sorted by hash 
} 

該結(jié)構(gòu)體占 80 個(gè)字節(jié)。

結(jié)構(gòu)分布圖

將接口類型信息繪制成圖表如下：

內(nèi)存分析

再次強(qiáng)調(diào)，繼續(xù)之前務(wù)必閱讀 【Go】?jī)?nèi)存中的函數(shù) ，方便了解本文分析過程。

定義Typeof函數(shù)的目的是方便定位 interface{} 的類型信息，直接在該函數(shù)入口處設(shè)置斷點(diǎn)。

在調(diào)試過程中，首先得到的是Typeof函數(shù)的類型信息。該函數(shù)只有一個(gè)參數(shù)，參數(shù)的類型信息位于內(nèi)存地址 0x4a5200 處，這就是空接口的類型信息。

將空接口的類型信息做成圖表如下：

• rtype.size = 16
• rtype.ptrdata = 16
• rtype.hash = 0x18a057e7
• rtype.tflag = 2 = reflect.tflagExtraStar
• rtype.align = 8
• rtype.fieldAlign = 8
• rtype.kind = 20 = reflect.Interface
• rtype.equal = 0x4c2ba8 = runtime.nilinterequal
• rtype.str = 0x000030b0 => *interface {}
• rtype.ptrToThis = 0x000067c0
• interfaceType.pkgPath = 0 = nil
• interfaceType.methods.Data = 0x4a5220
• interfaceType.methods.Len = 0
• interfaceType.methods.Cap = 0

從以上數(shù)據(jù)我們可以知道，interface{} 類型的對(duì)象 16 字節(jié)大小、8 字節(jié)對(duì)齊、具有可比較性，沒有任何方法。

ptrToThis = 0x000067c0 是空接口指針類型(*interface{})信息的內(nèi)存偏移量。

空接口是Go語言內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型，不屬于任何包，所以包路徑值為空(pkgPath)。

可比較性

空接口具有可比較性。

空接口類型的equal函數(shù)為runtime.nilinterequal，該函數(shù)定義在runtime/alg.go源文件中：

func nilinterequal(p, q unsafe.Pointer) bool { 
  x := *(*eface)(p) 
  y := *(*eface)(q) 
  return x._type == y._type && efaceeq(x._type, x.data, y.data) 
} 
 
func efaceeq(t *_type, x, y unsafe.Pointer) bool { 
  if t == nil { 
    return true 
  } 
  eq := t.equal 
  if eq == nil { 
    panic(errorString("comparing uncomparable type " + t.string())) 
  } 
  if isDirectIface(t) { 
    return x == y 
  } 
  return eq(x, y) 
} 
// isDirectIface reports whether t is stored directly in an interface value. 
func isDirectIface(t *_type) bool { 
  return t.kind&kindDirectIface != 0 
} 

通過源碼，看到空接口對(duì)象比較的邏輯如下：

1. 如果兩個(gè)對(duì)象的類型不一樣，返回 false
2. 如果兩個(gè)對(duì)象的類型一樣，并且值為nil，返回 true
3. 如果兩個(gè)對(duì)象的類型一樣，但是不可比較，直接 panic
4. 然后進(jìn)行比較，并返回比較結(jié)果。

也就是說，空接口對(duì)象的比較，實(shí)際是其表示的類型和其指向的數(shù)據(jù)的比較。

通過內(nèi)存中的空接口和本文，基本已經(jīng)全面了解了 interface{}。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「Golang In Memory」