前言
由于 Go的 Array创建之后长度就固定了，因此我们会更常用到 Slice。 在本篇里我们将从Slice的创建，访问，增加，复制几个方面来简单了解下Slice的原理。
struct
下面是Slice在runtime的结构体
type slice struct {
array unsafe.Pointer // 指向切片头
len int // 切片吧长度
cap int // 切片容积
}
复制代码创建
在编译时的Phase 6阶段，会进行逃逸分析，如果Slice发生逃逸或非常大时，会调用makeSlice64在堆上创建，否则就会在栈上或者静态存储区创建Slice。
walk
case OMAKESLICE:
...
if n.Esc == EscNone {
对于在栈上的将会转成以下类似代码
// var arr [r]T
// n = arr[:l]
...
}else {
对于在堆上创建的，将会调用makeslice64
...
fnname := "makeslice64"
...
m.Left = mkcall1(fn, types.Types[TUNSAFEPTR], init, typename(t.Elem()), conv(len, argtype), conv(cap, argtype))
...
}
复制代码makeslice
func makeslice(et *_type, len, cap int) unsafe.Pointer {
校验cap长度
mem, overflow := math.MulUintptr(et.size, uintptr(cap))
if overflow || mem > maxAlloc || len < 0 || len > cap {
// NOTE: Produce 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 golang.org/issue/4085.
mem, overflow := math.MulUintptr(et.size, uintptr(len))
if overflow || mem > maxAlloc || len < 0 {
panicmakeslicelen()
}
panicmakeslicecap()
}
分配内存
return mallocgc(mem, et, true)
}
复制代码访问
Slice的访问在编译时就已经转化成了汇编代码，由于Slice的结构中的array指向的数组头的地址，而且Slice是一片连续的地址，访问就是从头往后数，具体逻辑在编译时的typecheck1的OINDEX中。
func typecheck1(n *Node, top int) (res *Node) {
...
switch n.Op {
case OINDEX:
...
switch t.Etype {
case TSTRING, TARRAY, TSLICE:
n.Right = indexlit(n.Right)
if t.IsString() {
n.Type = types.Bytetype
} else {
n.Type = t.Elem()
}
why := "string"
if t.IsArray() {
why = "array"
} else if t.IsSlice() {
why = "slice"
}
...
}
}
复制代码增加
Slice的插入，删除等操作其实都是通过append函数来进行的，在append中，会经过一系列转化之后，调用到runtime的growslice方法，growslice会通过容量的大小进行不同的扩容策略，最后在进行迁移。
func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {
...
通过容量进行扩容选择，减少频繁扩容之后进行迁移
newcap := old.cap
doublecap := newcap + newcap
if cap > doublecap {
newcap = cap
} else {
if old.len < 1024 {
newcap = doublecap
} else {
// Check 0 < newcap to detect overflow
// and prevent an infinite loop.
for 0 < newcap && newcap < cap {
newcap += newcap / 4
}
// Set newcap to the requested cap when
// the newcap calculation overflowed.
if newcap <= 0 {
newcap = cap
}
}
}
...
memmove(p, old.array, lenmem)
return slice{p, old.len, newcap}
}
复制代码复制
切片的复制是Slice在运行时里有实现，在编译时里，会通过HasHeapPointer来判断Slice是否存在堆上，是就会进行slicecopy操作，不是的话就会调用memmove对内存进行复制。
walk
func copyany(n *Node, init *Nodes, runtimecall bool) *Node {
判断是否实在堆上创建
if n.Left.Type.Elem().HasHeapPointer() {
Curfn.Func.setWBPos(n.Pos)
fn := writebarrierfn("typedslicecopy", n.Left.Type, n.Right.Type)
return mkcall1(fn, n.Type, init, typename(n.Left.Type.Elem()), n.Left, n.Right)
}
....
fn := syslook("memmove")
fn = substArgTypes(fn, nl.Type.Elem(), nl.Type.Elem())
}
复制代码slicecopy
func slicecopy(to, fm slice, width uintptr) int {
if fm.len == 0 || to.len == 0 {
return 0
}
n := fm.len
if to.len < n {
n = to.len
}
if width == 0 {
return n
}
if raceenabled {
callerpc := getcallerpc()
pc := funcPC(slicecopy)
racewriterangepc(to.array, uintptr(n*int(width)), callerpc, pc)
racereadrangepc(fm.array, uintptr(n*int(width)), callerpc, pc)
}
if msanenabled {
msanwrite(to.array, uintptr(n*int(width)))
msanread(fm.array, uintptr(n*int(width)))
}
通过一系列判断最后走下面的if进行复制
size := uintptr(n) * width
if size == 1 { // common case worth about 2x to do here
// TODO: is this still worth it with new memmove impl?
*(*byte)(to.array) = *(*byte)(fm.array) // known to be a byte pointer
} else {
memmove(to.array, fm.array, size)
}
return n
}
复制代码结语
- 减少Slice的逃逸，给GC减负
- 合理分配cap，减少append时的迁移
有疑问加站长微信联系（非本文作者）
