golang slice 原始碼解讀

本文從原始碼角度學習 golang slice 的建立、擴容，深拷貝的實現。

slice 僅有三個字段，其中array 是儲存資料的部分，len 欄位為長度，cap 為容量。

type slice struct

通過下面**可以輸出空slice 的大小:

package main
import "fmt"
import "unsafe"
func main()

建立乙個slice，其實就是分配記憶體。cap, len 的設定在彙編中完成。

下面的**主要是做了容量大小的判斷，以及記憶體的分配。

func makeslice(et *_type, len, cap int) unsafe.pointer 
panicmakeslicecap()
}  // 分配記憶體 
// 小物件從當前p 的cache中空閒資料中分配
// 大的物件 (size > 32kb) 直接從heap中分配
// runtime/malloc.go
return mallocgc(mem, et, true)
}

對於不需要記憶體擴容的slice，直接資料拷貝即可。

上面的dx 存放的就是array 指標，ax 是資料的偏移. 將 123 存入陣列。

而對於容量不夠的情況，就需要對slice 進行擴容。這也是slice 比較關心的地方。（因為對於大slice，grow slice會影響到記憶體的分配和執行的效率）

func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice 
// 如果儲存的型別空間為0，  比如說 struct{}, 資料為空，長度不為空
if et.size == 0 
}  newcap := old.cap
doublecap := newcap + newcap
if cap > doublecap  else  else 
// 通過校驗newcap 大於0檢查容量是否溢位。
if newcap <= 0 
}}  var overflow bool
var lenmem, newlenmem, capmem uintptr
// 為了加速計算（少用除法，乘法）
// 對於不同的slice元素大小，選擇不同的計算方法
// 獲取需要申請的記憶體大小。
switch  else 
lenmem = uintptr(old.len) << shift
newlenmem = uintptr(cap) << shift
capmem = roundupsize(uintptr(newcap) << shift)
overflow = uintptr(newcap) > (maxalloc >> shift)
newcap = int(capmem >> shift)
default:
// 其他用除法
lenmem = uintptr(old.len) * et.size
newlenmem = uintptr(cap) * et.size
capmem, overflow = math.muluintptr(et.size, uintptr(newcap))
capmem = roundupsize(capmem)
newcap = int(capmem / et.size)
}    // 判斷是否會溢位
if overflow || capmem > maxalloc 
// 記憶體分配
var p unsafe.pointer
if et.kind&kindnopointers != 0  else 
}    // 資料拷貝
memmove(p, old.array, lenmem)
return slice
}

切片的淺拷貝

shallowcopy := data[:1]
ptr1 := unsafe.pointer(&shallowcopy)
opt1 := (*[3]int)(ptr1)
fmt.println(opt1[0])

下面是上述**的彙編**：

上面，先將 data 的成員資料拷貝到暫存器，然後從暫存器拷貝到shallowcopy的物件中。（注意到只是拷貝了指標而已, 所以是淺拷貝）

切片的深拷貝

深拷貝也比較簡單，只是做了一次記憶體的深拷貝。

func slicecopy(to, fm slice, width uintptr) int 
n := fm.len
if to.len < n 
// 元素大小為0，則直接返回
if width == 0 
// 竟態分析和記憶體掃瞄
// ...
size := uintptr(n) * width
// 直接記憶體拷貝
if size == 1  else 
return n
}// 字串slice的拷貝
func slicestringcopy(to byte, fm string) int 
n := len(fm)
if len(to) < n 
// 竟態分析和記憶體掃瞄
// ...
memmove(unsafe.pointer(&to[0]), stringstructof(&fm).str, uintptr(n))
return n
}

彙編的生成方法

go tool compile -n -s slice.go > slice.s

需要了解unsafe.pointer 的使用

slice.go 位於 runtime/slice.go

上述**使用 go1.12.5 版本

還有一點需要提醒， type 長度為0的物件。比如說 struct{} 型別。(所以，很多使用chan struct{} 做channel 的傳遞，節省記憶體)

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