hi, 大家好,我是 haohognfan。

可能你看过的 interface 分析的文章比拟多了,这些文章根本都是从汇编角度剖析类型转换或者动静转发。不过随着 Go 版本升级,对应的 Go 汇编也产生了微小的变动,如果单从汇编角度去剖析 interface 变的十分有难度,本篇文章我会从内度调配+汇编角度切入 interface,去理解 interface 的原理。

限于篇幅 interface 无关动静转发和反射的内容,请关注后续的文章。本篇文章次要是对于类型转换,以及相干的容易呈现谬误的中央。

eface

func main() {      var ti interface{}      var a int = 100      ti = a      fmt.Println(ti)}

这段最常见的代码,当初提出一些问题:

  • 如何查看 ti 是 eface 还是 iface ?
  • 值 100 保留在哪里了 ?
  • 如何看 ti 的实在的值的类型 ?

大部分源码剖析都是从汇编动手来看的,这里也把对应的汇编贴出来

0x0040 00064 (main.go:44)    MOVQ    $100, (SP)0x0048 00072 (main.go:44)    CALL    runtime.convT64(SB)0x004d 00077 (main.go:44)    MOVQ    8(SP), AX0x0052 00082 (main.go:44)    MOVQ    AX, ""..autotmp_3+64(SP)0x0057 00087 (main.go:44)    LEAQ    type.int(SB), CX0x005e 00094 (main.go:44)    MOVQ    CX, "".ti+72(SP)0x0063 00099 (main.go:44)    MOVQ    AX, "".ti+80(SP)

这段汇编有上面这些特点:

  • CALL runtime.convT64(SB):将 100 作为 runtime.convT64 的参数,该函数申请了一段内存,将 100 放入了这段内存里
  • 将类型 type.int 放入到 SP+72 的地位
  • 将蕴含 100 的那块内存的指针,放入到 SP + 80 的地位

这段汇编从直观上来说,interface 转换成 eface 是看不出来的。这个如何察看呢?这个就须要借助 gdb 了。

再持续深究下,如何利用内存散布来验证是 eface 呢?须要另外再增加点代码。

type eface struct {    _type *_type    data  unsafe.Pointer}type _type struct {    size       uintptr    ptrdata    uintptr // size of memory prefix holding all pointers    hash       uint32    tflag      tflag    align      uint8    fieldAlign uint8    kind       uint8    equal      func(unsafe.Pointer, unsafe.Pointer) bool    gcdata     *byte    str        nameOff    ptrToThis  typeOff}func main() {    var ti interface{}    var a int = 100    ti = a    fmt.Println("type:", *(*eface)(unsafe.Pointer(&ti))._type)    fmt.Println("data:", *(*int)((*eface)(unsafe.Pointer(&ti)).data))    fmt.Println((*eface)(unsafe.Pointer(&ti)))}

output:

type: {8 0 4149441018 15 8 8 2 0x10032e0 0x10e6b60 959 27232}data: 100&{0x10ade20 0x1155bc0}

从这个后果上可能看进去

  • eface.kind = 2, 对应着 runtime.kindInt
  • eface.data = 100

从内存上调配上看,咱们根本看进去了 eface 的内存布局及对应的最终的 eface 的类型转换后果。

iface

package maintype Person interface {      Say() string}type Man struct {}func (m *Man) Say() string {      return "Man"}func main() {    var p Person    m := &Man{}    p = m    println(p.Say())}

iface 咱们也看下汇编:

0x0029 00041 (main.go:24)    LEAQ    runtime.zerobase(SB), AX0x0030 00048 (main.go:24)    MOVQ    AX, ""..autotmp_6+48(SP)0x0035 00053 (main.go:24)    MOVQ    AX, "".m+32(SP)0x003a 00058 (main.go:25)    MOVQ    AX, ""..autotmp_3+64(SP)0x003f 00063 (main.go:25)    LEAQ    go.itab.*"".Man,"".Person(SB), CX0x0046 00070 (main.go:25)    MOVQ    CX, "".p+72(SP)0x004b 00075 (main.go:25)    MOVQ    AX, "".p+80(SP)

这段汇编上,可能看进去是有 itab 的,然而是否真的是转成了 iface,汇编上依然反馈不进去。

同样,咱们持续用 gdb 查看 Person interface 的确被转换成了 iface。

对于 iface 内存布局,咱们依然加点代码来查看

type itab struct {    inter *interfacetype    _type *_type    hash  uint32    _     [4]byte    fun   [1]uintptr}type iface struct {    tab  *itab    data unsafe.Pointer}type Person interface {    Say() string}type Man struct {    Name string}func (m *Man) Say() string {    return "Man"}func main() {    var p Person    m := &Man{Name: "hhf"}    p = m    println(p.Say())    fmt.Println("itab:", *(*iface)(unsafe.Pointer(&p)).tab)    fmt.Println("data:", *(*Man)((*iface)(unsafe.Pointer(&p)).data))}

output:

Manitab: {0x10b3ba0 0x10b1900 1224794265 [0 0 0 0] [17445152]}data: {hhf}

对于想持续探索 eface, iface 的内存布局的同学,能够基于下面的代码,利用 unsafe 的相干函数去看对应的内存地位上的值。

类型断言

type Person interface {      Say() string}type Man struct {      Name string}func (m *Man) Say() string {      return "Man"}func main() {      var p Person    m := &Man{Name: "hhf"}    p = m    if m1, ok := p.(*Man); ok {      fmt.Println(m1.Name)    }}

咱们仅关注类型断言那块内容,贴出对应的汇编

0x0087 00135 (main.go:23)    MOVQ    "".p+104(SP), AX0x008c 00140 (main.go:23)    MOVQ    "".p+112(SP), CX0x0091 00145 (main.go:23)    LEAQ    go.itab.*"".Man,"".Person(SB), DX0x0098 00152 (main.go:23)    CMPQ    DX, AX

可能看进去的是:将 iface.itab 放入了 AX,将 go.itab.*"".Man,"".Person(SB) 放入了 DX,比拟两者是否相等,来判断 Person 的实在类型是否是 Man。

另外一个类型断言的形式就是 switch 了,其实两者实质上没啥区别。

interface 最驰名的坑的,应该就是上面这个了。

func main() {    var a interface{} = nil    var b *int = nil        isNil(a)    isNil(b)}func isNil(x interface{}) {    if x == nil {      fmt.Println("empty interface")      return    }    fmt.Println("non-empty interface")}

output:

empty interfacenon-empty interface

为什么会这样呢?这就波及到 interface == nil 的判断形式了。个别状况只有 eface 的 type 和 data 都为 nil 时,interface == nil 才是 true。

当咱们把 b 复制给 interface 时,x.\_type.Kind = kindPtr。虽说 x.data = nil,然而不合乎 interface == nil 的判断条件了。

对于 interface 源码浏览的一点倡议

对于 interface 源码浏览的一点倡议,如果想利用汇编看源码的话,尽量抉择 go1.14.x。

抉择 Go 汇编来看 interface,基本上也是为了查看 interface 最终被转换成 eface 还是 iface,调用了 runtime 的哪些函数,以及对应的函数栈散布。如果 Go 版本抉择的太高的话,go 汇编变动太大了,可能汇编上就看不到对应的内容了。