Go接口實(shí)現(xiàn)中的的值接收者和指針接收者

1、值接收者和指針接收者

所謂指針接收者和值接收者這兩個(gè)概念，用GO寫了一陣子代碼的人都了解了，這里只做簡要說明一下，也就是對(duì)于一個(gè)給定結(jié)構(gòu)，咱們對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行方法包裝的時(shí)候，固定必傳的參數(shù)，用來指向這個(gè)對(duì)象結(jié)構(gòu)自身的一個(gè)參數(shù)，在go中也就是形式如下：

type testStruct struct{a int}func (a testStruct)sum(x,y int)int { return a.a + x + y}func (a *testStruct)modify(v int) { a.a = v}

我們對(duì)結(jié)構(gòu)體testStruct進(jìn)行了包裝，提供了兩個(gè)方法，sum和modify，其中sum的方法接收者為a testStruct，這個(gè)就是值接收者，而modify的接收者為a *testStruct就是指針接收者，也就是說固定對(duì)象指針，一個(gè)傳遞的是指針地址，而另外一個(gè)直接傳遞的是結(jié)構(gòu)值拷貝了

對(duì)指針有一定了解的，都可以知道，指針傳遞過去的，可以直接修改結(jié)構(gòu)內(nèi)部內(nèi)容，而值傳遞過去的，無論如何修改這個(gè)接收者的數(shù)據(jù)，不會(huì)對(duì)原對(duì)象結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。而對(duì)于咱們包裝結(jié)構(gòu)對(duì)象的時(shí)候，到底是使用指針還是使用值接收者，這個(gè)實(shí)際上沒有太大的定論，就我個(gè)人的觀點(diǎn)來說，如果結(jié)構(gòu)體占有的內(nèi)存空間不大(<KB級(jí)別)，而又不需要修改內(nèi)部的，同時(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)象內(nèi)部沒有同步對(duì)象比如（sync包中的mutex,rwlock，waitGroup等之類的結(jié)構(gòu)的話，可以直接值傳遞，實(shí)際上值copy也沒有咱們想象的那么慢，很多時(shí)候，都用指針，最后的GC回收掃描可能都比咱們這個(gè)傳遞copy的消耗大）

2、實(shí)現(xiàn)接口的值接收者和指針接收者有啥區(qū)別

也就是比如定義如下

type ITest interface { sum1(int, int) int}type ITest2 interface { sum2(int, int) int}type testStruct struct { a int}func (t testStruct) sum1(x, y int) int { return t.a + x + y}func (t *testStruct) sum2(x, y int) int { return t.a + x + y}

這里面的值接收者和指針接收者有什么區(qū)別，這里咱來寫一個(gè)測(cè)試

func main() { t := testStruct{ a: 3, } var test1 ITest var test2 ITest2 test2 = &t if v, ok := test2.(ITest); ok { fmt.Println(“指針接收者接口->值接收者接口”, v.sum1(5, 5)) } else { fmt.Println(“指針接收者接口 無法轉(zhuǎn)到 值接收者接口”) } test1 = t if v, ok := test1.(ITest2); ok { fmt.Println(“值接收者接口->指針接收者接口”, v.sum2(3, 3)) } else { fmt.Println(“值接收者接口 無法轉(zhuǎn)到 指針接收者接口”) }}

通過這個(gè)測(cè)試用例可以發(fā)現(xiàn)，指針接收者實(shí)現(xiàn)的接口可以同時(shí)支持轉(zhuǎn)移到值接收者接口和指針接收者接口，而用值接收者實(shí)現(xiàn)的接口，則無法轉(zhuǎn)移到使用指針接收者實(shí)現(xiàn)的接口，為啥子呢？目前網(wǎng)上或者各類資料上都是給的一個(gè)很官方很官方，而且很書面話難以理解的說明，大致意思如下：

• 當(dāng)方法的接收者定義為值類型時(shí)， Go 語言編譯器會(huì)自動(dòng)做轉(zhuǎn)換，所以值類型接收者和指針類型接收者是等價(jià)的，編譯不會(huì)報(bào)錯(cuò)，運(yùn)行也都可以調(diào)用相應(yīng)方法
• 在實(shí)現(xiàn)接口時(shí)，應(yīng)保持接收者定義、結(jié)構(gòu)體定義、斷言類型一致

這是目前網(wǎng)絡(luò)或者各種資料上都是差不多是這樣說的，看似講了，實(shí)際上就說了一個(gè)結(jié)果，根本就沒說出來一個(gè)為什么。這樣的總結(jié)出來，一個(gè)初學(xué)者的角度來看，是很不好理解的，初學(xué)者要么就是死記硬背，要么就是生搬硬套，甚至直到寫了好多好多代碼了，都還沒有搞明白一個(gè)為啥子，只是會(huì)用了而已，從長遠(yuǎn)來說這是不利于自身提高的。

說了這么多，那么這到底是個(gè)什么原因呢，其實(shí)很簡單，我們關(guān)注其本質(zhì)就行了：

• 值接收者是傳遞的時(shí)候，實(shí)際上是執(zhí)行了一個(gè)值拷貝傳遞進(jìn)去了，這個(gè)值拷貝和原數(shù)據(jù)已經(jīng)沒有任何關(guān)系了
• 指針接收者傳遞的是地址，此時(shí)和原數(shù)據(jù)還有關(guān)聯(lián)，通過解指針操作可以到原數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)空間

有這兩個(gè)本質(zhì)點(diǎn)，咱們自己來思考一下，如果你來實(shí)現(xiàn)這個(gè)編譯器的時(shí)候，用指針接收的時(shí)候，指針接收者，默認(rèn)就能直接獲取支持，而值接收者實(shí)現(xiàn)接口的咱們可以直接來一個(gè)解指針就變成了值，就能匹配上值接收者實(shí)現(xiàn)的接口了，反過來說，如果值接收者，此時(shí)要匹配指針接收者，如何匹配呢，取一個(gè)地址就變成了指針了，此時(shí)數(shù)據(jù)類型確實(shí)是匹配了，但是，地址指向的數(shù)據(jù)區(qū)不對(duì)了，因?yàn)槲覀儎倓傉f了值接收者拷貝了一個(gè)新值之后是完全的一個(gè)新的對(duì)象，這個(gè)新對(duì)象和原始對(duì)象一點(diǎn)關(guān)系都沒有，咱們?nèi)〉刂罚〉囊彩沁@個(gè)新對(duì)象地址，對(duì)這個(gè)地址進(jìn)行操作，也是這個(gè)新對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)，和原始數(shù)據(jù)內(nèi)部沒有任何關(guān)系，所以由此就能推斷出，這個(gè)是為啥子值接收者不能匹配上指針接收者，而指針接收者卻可以匹配上值接收者了。

GO字符串小計(jì)

1、在某個(gè)作用域內(nèi)部，所有定義的字符串的數(shù)據(jù)區(qū)相同

這個(gè)很好驗(yàn)證，代碼如下：

func main(){ tstr := “test1” data := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&tstr)) fmt.Println(“地址：”, data.Data) tstr2 := “test1” data = (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&tstr2)) fmt.Println(“地址：”, data.Data)}

2、字符串相加會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新串

這個(gè)也很好驗(yàn)證

3、字符串真的是不可變的嗎

實(shí)際上從字符串的結(jié)構(gòu)

type stringStruct struct{Data uintptrlen int}

從這個(gè)結(jié)構(gòu)，就能大致的推斷出來，字符串設(shè)計(jì)成這樣就不具備直接擴(kuò)容+來增加新數(shù)據(jù)，而如果咱們直接使用string[index] = ‘a’，用這種方式，就不能編譯通過，官方也確定說字符串是不可變的。那么真的是不可變的嗎？

通過上面的結(jié)構(gòu)，在加上go的slice切片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

type sliceStruct struct{Data uintptrlen intcap int}

由此可見，咱們可以將字符串通過指針方式強(qiáng)轉(zhuǎn)為一個(gè)byte數(shù)組指針，然后通過byte切片來修改，試試

func main() { tstr := “test1” data := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&tstr)) btHeader := reflect.SliceHeader{ Data: data.Data, Len: data.Len, Cap: data.Len, } bt := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&btHeader)) bt[0] = ‘a’}

編譯通過，運(yùn)行報(bào)錯(cuò)

unexpected fault address 0xae2e27fatal error: fault

這個(gè)錯(cuò)誤，基本上就是一個(gè)內(nèi)存的保護(hù)錯(cuò)誤，是寫異常，所以說明了，這個(gè)肯定做了內(nèi)存寫保護(hù)，那么直接修改一下內(nèi)存區(qū)的屬性，去掉他的寫保護(hù)，就能寫了

以下代碼都是在Win平臺(tái)，Go1.18，Win上修改內(nèi)存權(quán)限屬性，使用VirtualProtect,代碼如下

func main() { tstr := “test1” data := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&tstr)) btHeader := reflect.SliceHeader{ Data: data.Data, Len: data.Len, Cap: data.Len, } bt := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&btHeader)) kernelDell := syscall.NewLazyDLL(“kernel32.dll”) kernelDell.Load() VirtualProtect := kernelDell.NewProc(“VirtualProtect”) var old1 uint32 VirtualProtect.Call(uintptr(unsafe.Pointer(data.Data)), uintptr(data.Len), 0x40, uintptr(unsafe.Pointer(&old1))) bt[0] = ‘a’ bt[1] = ‘a’ fmt.Println(tstr)}

此時(shí)運(yùn)行，就能發(fā)現(xiàn)tstr的內(nèi)容被咱們變了，這種情況實(shí)際上在實(shí)際開發(fā)中不具有實(shí)際意義，因?yàn)楸旧碓谡Z言層面，已經(jīng)做了層層限制，咱們這是屬于非法強(qiáng)制的操作方式，是流氓行為，那么是否有比較溫和一點(diǎn)的操作方式呢？答案是有的，且往下看。

通過上面，我們已經(jīng)用到了字符串結(jié)構(gòu)，切片結(jié)構(gòu)，要想字符串內(nèi)容可變，那么咱們自己構(gòu)造字符串的數(shù)據(jù)內(nèi)容區(qū)域，且讓這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)木有內(nèi)存寫保護(hù)不就行了，內(nèi)容區(qū)可變，GO原生態(tài)的byte數(shù)組不就行嘛，所以咱們自己構(gòu)造一下

func main() { buffer := []byte{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0} stringData := reflect.StringHeader{ Data: uintptr(unsafe.Pointer(&buffer[0])), Len: len(buffer),} buffer[0] = ‘h’ buffer[1] = ‘e’ buffer[2] = ‘l’ buffer[3] = ‘l’ buffer[4] = ‘o’ buffer[5] = ‘ ‘ buffer[6] = ‘w’ buffer[7] = ‘o’ buffer[8] = ‘r’ str := *(*string)(unsafe.Pointer(&stringData)) fmt.Println(str)}

此時(shí)我們直接修改buffer的內(nèi)容，就是直接修改了str的數(shù)據(jù)內(nèi)容了。而又不會(huì)像前面的一樣遇到內(nèi)存寫保護(hù)

4、字符串轉(zhuǎn)換優(yōu)化時(shí)可能碰到的坑

通過前面討論的字符串的可變性的方法，咱們可以知道，很多時(shí)候，[]byte到字符串的轉(zhuǎn)變，可以直接構(gòu)造其結(jié)構(gòu)，而共享數(shù)據(jù)，從而達(dá)到減少數(shù)據(jù)內(nèi)存copy的方式來進(jìn)行優(yōu)化，再使用這些優(yōu)化的時(shí)候，一定需要注意，字符串或者數(shù)組的生命周期，是否會(huì)存在被改寫的情況，從而導(dǎo)致前后不一致的問題。

比如下面這段代碼：

func main() { buffer := []byte(“test”) stringData := reflect.StringHeader{ Data: uintptr(unsafe.Pointer(&buffer[0])), Len: len(buffer), } str := *(*string)(unsafe.Pointer(&stringData)) mmp := make(map[string]int, 32) mmp[str] = 3 mmp[“abcd”] = 4 fmt.Println(mmp[str]) buffer[0] = ‘a’ buffer[1] = ‘b’ buffer[2] = ‘c’ buffer[3] = ‘d’ fmt.Println(mmp[str]) fmt.Println(mmp[“test”]) fmt.Println(mmp[“abcd”]) for k, v := range mmp { fmt.Println(k, v) }}

大家可以猜想一下，這個(gè)最后里面的數(shù)據(jù)mmp中，”test”的value是多少,”abcd”的value是多少，然后想想為什么，且等端午之后，再來分解