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GO语言slice详解(连系源码)

【MySQL 线上 BUG 分析】之 多表同字段异常:Column ‘xxx’ in field list is ambiguous

一、GO语言中slice的定义

slice 是一种构造体范例,在源码中的定义为:

src/runtime/slice.go

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
}

从定义中能够看到,slice是一种值范例,内里有3个元素。array是数组指针,它指向底层分派的数组;len是底层数组的元素个数;cap是底层数组的容量,凌驾容量会扩容。

二、初始化操纵

slice有三种初始化操纵,请看下面代码:

package main
import "fmt"
func main() {
    //1、make
    a := make([]int32, 0, 5)
    //2、[]int32{}
    b := []int32{1, 2, 3}
    //3、new([]int32)
    c := *new([]int32)
    fmt.Println(a, b, c)
}

这几种初始化体式格局,在底层完成是不一样的。有一种相识底层完成好的要领,就是看反汇编的挪用函数。运转下面敕令即可看到代码某一行的反汇编:

go tool compile -S plan9Test.go | grep plan9Test.go:行号

1、make初始化

make函数初始化有三个参数,第一个是范例,第二个长度,第三个容量,容量要大于即是长度。slice的make初始化挪用的是底层的runtime.makeslice函数。

func makeslice(et *_type, len, cap int) slice {
    // NOTE: The len > maxElements check here is not strictly necessary,
    // but it produces a 'len out of range' error instead of a 'cap out of range' error
    // when someone does make([]T, bignumber). 'cap out of range' is true too,
    // but since the cap is only being supplied implicitly, saying len is clearer.
    // See issue 4085.
    maxElements := maxSliceCap(et.size)
    if len < 0 || uintptr(len) > maxElements {
        panic(errorString("makeslice: len out of range"))
    }

    if cap < len || uintptr(cap) > maxElements {
        panic(errorString("makeslice: cap out of range"))
    }

    p := mallocgc(et.size*uintptr(cap), et, true)
    return slice{p, len, cap}
}

重要就是挪用mallocgc分派一块 个数cap*范例大小 的内存给底层数组,然后返回一个slice,slice的array指针指向分派的底层数组。

2、[]int32{} 初始化

这类初始化底层是挪用 runtime.newobject 函数直接分派响应个数的底层数组。

// implementation of new builtin
// compiler (both frontend and SSA backend) knows the signature
// of this function
func newobject(typ *_type) unsafe.Pointer {
    return mallocgc(typ.size, typ, true)
}

3、new([]int32) 初始化

这类初始化底层也是挪用 runtime.newobject ,new是返回slice 的地点,所以要取地点内里内容才是真正的slice。

三、reSlice(切片操纵)

所谓reSlice,是基于已有 slice 建立新的 slice 对象,以便在容量cap许可局限内调解属性。

data := []int32{0,1,2,3,4,5,6}
slice := data[1:4:5]  // [low:high:max]

切片操纵有三个参数,low、high、max,新生成的 slice 构造体三个参数,指针array指向原slice 底层数组元素下标为low的位置, len = high - low, cap = max - low。如下图所示:

GO语言slice详解(连系源码) IT教程 第1张

切片操纵重要要注意的就是在原slice 容量许可局限,超越容量局限会报panic

四、append 操纵

slice 的 append 操纵是向底层数组尾部增添数据,返回 新的slice对象

请看下面一段代码:

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    a := make([]int32, 1, 2)
    b := append(a, 1)
    c := append(a, 1, 2)
    fmt.Printf("a的地点:%p, 第一个元素地点:%p,容量:%vn", &a, &a[0], cap(a))
    //a的地点:0xc42000a060, 第一个元素地点:0xc42001a090,容量:2
    fmt.Printf("b的地点:%p, 第一个元素地点:%p,容量:%vn", &b, &b[0], cap(b))
    //b的地点:0xc42000a080, 第一个元素地点:0xc42001a090,容量:2
    fmt.Printf("c的地点:%p, 第一个元素地点:%p,容量:%vn", &c, &c[0], cap(c))
    //c的地点:0xc42000a0a0, 第一个元素地点:0xc42001a0a0,容量:4
}

从上面代码的打印效果中能够看出:a 是一个底层数组有一个元素,容量为2的slice;append 1个元素后,没有超越容量,发生了一个新的slice b,a 和 b 底层数组首元素雷同地点,申明a,b共用底层数组;append 2个元素,超越了容量,发生一个新的slice c,c的底层数组地点变了,容量也翻倍了。
那末得出结论,append操纵的运转历程:
1、假如增添数据后没有凌驾原始容量,新的slice对象 和原始slice共用底层数组,len 数据会变化,cap数据稳定;
2、增添数据后凌驾了容量那就会扩容,重新分派一个新的底层数组,然后拷贝底层数组数据过去,那末append后发生的新slice对象和原始的slice就没有任何关系了。

扩容机制

看汇编代码能够晓得,扩容挪用的是底层函数 runtime.growslice
这个函数是如许定义的:
func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {}
这个函数传入三个参数:slice的原始范例,原始slice,希冀的最小容量;返回一个新的slice,新slice 至少是具有希冀的最小容量,元素从原slice copy过来。

扩容划定规矩重如果下面这段代码:

newcap := old.cap
    doublecap := newcap + newcap
    if cap > doublecap {
        newcap = cap
    } else {
        if old.len < 1024 {
            newcap = doublecap
        } else {
            for newcap < cap {
                newcap += newcap / 4
            }
        }
    }

扩容划定规矩就是两点:

  1. 假如希冀的最小容量大于原始的两倍容量时,那末新的容量就是即是希冀的最小容量;
  2. 不满足第一种状况,那末推断原slice的底层数组元素长度是否是小于1024。小于1024,新容量是本来的两倍;大于即是1024 ,新容量是本来的1.25倍。

上面是扩容的基础划定规矩推断,实际上扩容还要考虑到内存对齐状况:

var lenmem, newlenmem, capmem uintptr
    const ptrSize = unsafe.Sizeof((*byte)(nil))
    switch et.size {
    case 1:
        lenmem = uintptr(old.len)
        newlenmem = uintptr(cap)
        capmem = roundupsize(uintptr(newcap))
        newcap = int(capmem)
    case ptrSize:
        lenmem = uintptr(old.len) * ptrSize
        newlenmem = uintptr(cap) * ptrSize
        capmem = roundupsize(uintptr(newcap) * ptrSize)
        newcap = int(capmem / ptrSize)
    default:
        lenmem = uintptr(old.len) * et.size
        newlenmem = uintptr(cap) * et.size
        capmem = roundupsize(uintptr(newcap) * et.size)
        newcap = int(capmem / et.size)
    }
内存对齐以后,扩容的倍数就会 >= 2 或则 1.25 了。

为何要内存对齐?

1.平台缘由(移植缘由):不是一切的硬件平台都能接见恣意地点上的恣意数据的;某些硬件平台只能在某些地点处取某些特定范例的数据,不然抛出硬件非常。
2.机能缘由:数据构造(尤其是栈)应当尽量地在天然边境上对齐。缘由在于,为了接见未对齐的内存,处理器须要作两次内存接见;而对齐的内存接见仅须要一次接见。

五、函数挪用中实参和形参的相互影响

1、slice值通报,在挪用函数中直接操纵底层数组

来看下面一段代码:

package main
import (
    "fmt"
)

func OpSlice(b []int32) {
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(b), cap(b), b)
    //len: 5, cap: 5, data:[1 2 3 4 5]
    fmt.Printf("b第一个元素地点:%pn", &b[0])
    //b第一个元素地点:0xc420016120

    b[0] = 100
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(b), cap(b), b)
    //len: 5, cap: 5, data:[100 2 3 4 5]
    fmt.Printf("b第一个元素地点:%pn", &b[0])
    //b第一个元素地点:0xc420016120
}

func main() {
    a := []int32{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(a), cap(a), a)
    //len: 5, cap: 5, data:[1 2 3 4 5]
    fmt.Printf("a第一个元素地点:%pn", &a[0])
    //a第一个元素地点:0xc420016120
    OpSlice(a)

    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(a), cap(a), a)
    //len: 5, cap: 5, data:[100 2 3 4 5]
    fmt.Printf("a第一个元素地点:%pn", &a[0])
    //a第一个元素地点:0xc420016120
}

从这段代码的打印中能够看到:
main函数中的slice a 是实参,值通报给挪用函数时,要暂时拷贝一份给b,所以a,b 的地点是不一样的,slice b 构造体中的三个元素都是a中的拷贝,然则元素array是指针,指针的拷贝照样指针,他们指向统一块底层数组,所以a,b底层数组的第一个元素地点是一样的。a,b共用统一块底层数组,在挪用函数中,直接转变b的第一个元素内容,函数返回后a的第一个元素也变了,相当于转变了实参。

2、slice 指针通报

slice 指针通报就没什么说的了,在被挪用函数中相当于操纵的是实参中统一个slice,一切修正都邑反应到实参。

3、slice 切片通报

不扩容的状况,来看下面一段代码:

package main
import (
    "fmt"
)
func OpSlice(b []int32) {
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(b), cap(b), b)
    //len: 3, cap: 9, data:[1 2 3]
    fmt.Printf("b第一个元素地点:%pn", &b[0])
    //b第一个元素地点:0xc42007a064

    b = append(b, 100)
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(b), cap(b), b)
    //len: 4, cap: 9, data:[1 2 3 100]
    fmt.Printf("b第一个元素地点:%pn", &b[0])
    //b第一个元素地点:0xc42007a064

}

func main() {
    a := []int32{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    fmt.Printf("a第2个元素地点:%pn", &a[1])
    //a第2个元素地点:0xc42007a064

    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(a), cap(a), a)
    //len: 10, cap: 10, data:[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
    fmt.Printf("a第一个元素地点:%pn", &a[0])
    //a第一个元素地点:0xc42007a060
    OpSlice(a[1:4])

    fmt.Printf("len: %d, cap: %d, data:%+v n", len(a), cap(a), a)
    //len: 10, cap: 10, data:[0 1 2 3 100 5 6 7 8 9]
    fmt.Printf("a第一个元素地点:%pn", &a[0])
    //a第一个元素地点:0xc42007a060

}

前面已讲过,切片和原slice是共用底层数组的。不扩容状况下,对切片发生的新的slice append 操纵,新增添的元素会增添到底层数组尾部,会掩盖原有的值,反应到原slice中去;

总结

无论是slice的什么操纵:拷贝,append,reSlice 等等都邑发生新的slice,然则他们是共用底层数组的,不扩容状况,他们增删改元素都邑影响到本来的slice底层数组;扩容状况下,发生的是一个“真正的”新的slice对象,和本来的完整自力开了,底层数组完整不会影响。

 

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