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GoLang中的iface 和 eface 的区别介绍

2022-10-01 | 佚名 | 点击:

GoLang之iface 和 eface 的区别是什么?

iface 和 eface 都是 Go 中描述接口的底层结构体,区别在于 iface 描述的接口包含方法,而 eface 则是不包含任何方法的空接口:interface{}。

从源码层面看一下:

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type iface struct {

    tab  *itab

    data unsafe.Pointer

}

 

type itab struct {

    inter  *interfacetype

    _type  *_type

    link   *itab

    hash   uint32 // copy of _type.hash. Used for type switches.

    bad    bool   // type does not implement interface

    inhash bool   // has this itab been added to hash?

    unused [2]byte

    fun    [1]uintptr // variable sized

}

iface 内部维护两个指针,tab 指向一个 itab 实体, 它表示接口的类型以及赋给这个接口的实体类型。data 则指向接口具体的值,一般而言是一个指向堆内存的指针。

再来仔细看一下 itab 结构体:_type 字段描述了实体的类型,包括内存对齐方式,大小等;inter 字段则描述了接口的类型。fun 字段放置和接口方法对应的具体数据类型的方法地址,实现接口调用方法的动态分派,一般在每次给接口赋值发生转换时会更新此表,或者直接拿缓存的 itab。

这里只会列出实体类型和接口相关的方法,实体类型的其他方法并不会出现在这里。如果你学过 C++ 的话,这里可以类比虚函数的概念。

另外,你可能会觉得奇怪,为什么 fun 数组的大小为 1,要是接口定义了多个方法可怎么办?实际上,这里存储的是第一个方法的函数指针,如果有更多的方法,在它之后的内存空间里继续存储。从汇编角度来看,通过增加地址就能获取到这些函数指针,没什么影响。顺便提一句,这些方法是按照函数名称的字典序进行排列的。

再看一下 interfacetype 类型,它描述的是接口的类型:

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type interfacetype struct {

    typ     _type

    pkgpath name

    mhdr    []imethod

}

可以看到,它包装了 _type 类型,_type 实际上是描述 Go 语言中各种数据类型的结构体。我们注意到,这里还包含一个 mhdr 字段,表示接口所定义的函数列表, pkgpath 记录定义了接口的包名。

这里通过一张图来看下 iface 结构体的全貌:

iface 结构体全景

接着来看一下 eface 的源码:

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type eface struct {

    _type *_type

    data  unsafe.Pointer

}

相比 iface,eface 就比较简单了。只维护了一个 _type 字段,表示空接口所承载的具体的实体类型。data 描述了具体的值。

eface 结构体全景

我们来看个例子:

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package main

 

import "fmt"

 

func main() {

    x := 200

    var any interface{} = x

    fmt.Println(any)

 

    g := Gopher{"Go"}

    var c coder = g

    fmt.Println(c)

}

 

type coder interface {

    code()

    debug()

}

 

type Gopher struct {

    language string

}

 

func (p Gopher) code() {

    fmt.Printf("I am coding %s language\n", p.language)

}

 

func (p Gopher) debug() {

    fmt.Printf("I am debuging %s language\n", p.language)

}

执行命令,打印出汇编语言:

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go tool compile -S ./src/main.go

可以看到,main 函数里调用了两个函数:

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func convT2E64(t *_type, elem unsafe.Pointer) (e eface)

func convT2I(tab *itab, elem unsafe.Pointer) (i iface)

上面两个函数的参数和 iface 及 eface 结构体的字段是可以联系起来的:两个函数都是将参数组装一下,形成最终的接口。

作为补充,我们最后再来看下 _type 结构体:

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type _type struct {

    // 类型大小

    size       uintptr

    ptrdata    uintptr

    // 类型的 hash 值

    hash       uint32

    // 类型的 flag,和反射相关

    tflag      tflag

    // 内存对齐相关

    align      uint8

    fieldalign uint8

    // 类型的编号,有bool, slice, struct 等等等等

    kind       uint8

    alg        *typeAlg

    // gc 相关

    gcdata    *byte

    str       nameOff

    ptrToThis typeOff

}

Go 语言各种数据类型都是在 _type 字段的基础上,增加一些额外的字段来进行管理的:

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type arraytype struct {

    typ   _type

    elem  *_type

    slice *_type

    len   uintptr

}

 

type chantype struct {

    typ  _type

    elem *_type

    dir  uintptr

}

 

type slicetype struct {

    typ  _type

    elem *_type

}

 

type structtype struct {

    typ     _type

    pkgPath name

    fields  []structfield

}

这些数据类型的结构体定义,是反射实现的基础。

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_53267860/article/details/127101278
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