Go 中使用别名，简单且高效

 ℹ️ 本文基于 Go 1.13。 Go 1.9 版本引入了别名，开发者可以为一个已存在的类型赋其他的名字。这个特性旨在促进大型代码库的重构，这对大型的项目至关重要。在思考了几个月应该以哪种方式让 Go 语言支持别名后，这个特性才被实现。[最初的提案](https://go.googlesource.com/proposal/+/master/design/16339-alias-decls.md)是引入广泛的别名（支持对类型、函数等等赋别名），但这个提案后来被另一个[更简单的别名机制](https://go.googlesource.com/proposal/+/master/design/16339-alias-decls.md)所替代，新提案只关注对类型赋别名，因为对这个特性需求最大的就是类型。只支持对类型赋别名让实现方式变得简单，因为只需要解决最初始的问题就可以了。我们一起来看看这个解决方案。 ## 重构 引入别名的最主要的意图是简化对大型代码库的重构。开发者们对旧名字赋一个新的别名，就可以避免破坏已存在代码的兼容性。下面是一个 `docker/cli` 的例子： ```go package command// Deprecated: Use github.com/docker/cli/cli/streams.In instead type InStream = streams.In // Deprecated: Use github.com/docker/cli/cli/streams.Out instead type OutStream = streams.Out ``` 这样不会影响使用 `command.InStream` 的旧代码，而新代码使用新类型 `streams.In` 。 然而，为了完全支持兼容，别名还需要有以下特性： - 可互相转换的参数类型。新旧类型都可以被作为参数接收。下面是一个 T1 和 T2 可以相互转换的例子： ```go type T2 struct {} // T1 is deprecated, please use T2 type T1 = T2 func main() { var t T1 f(t) } func f(t T1) { // print main.T2 println(reflect.TypeOf(t).String()) } ``` - 新旧两种类型都可以从空接口转换而来。下面是例子： ```go type T2 struct {} // T1 is deprecated, please use T2 type T1 = T2 func main() { var t T1 f(t) } func f(t interface{}) { t, ok := t.(T1) if !ok { log.Fatal("t is not a T1 type") } // print main.T2 println(reflect.TypeOf(t).String()) } ``` 因为新旧类型可以在任何时间相互转换，所以已有代码不会被破坏，可以实现平滑迁移。 ## 可读性 别名也可以提高代码的可读性。下面是 Go 标准库和反汇编器包里的例子： ```go type lookupFunc = func(addr uint64) (sym string, base uint64) ``` 一个 lookup 函数接收一个 address 作为参数，返回另一个 address 的 symbol。相比于把这个函数原型作为参数传递给每一个函数，使用这个新别名可读性更好。下面是使用别名作为参数的函数原型： ```go func disasm_amd64([]byte, uint64, lookupFunc, binary.ByteOrder) ``` `golang.org/x/sys/unix` 中的包通过对经常使用的类型赋别名减少了样板代码量。那些别名声明在单独的文件中： ```go type Signal = syscall.Signal type Errno = syscall.Errno type SysProcAttr = syscall.SysProcAttr ``` 声明后，在包中只能引用 `Errno` 而不能再引用 `syscal.Errno`。 ## 运行时 现在我们看到了在程序中使用别名的好处，但是我们还不知道在运行时有什么影响。我们来看之前结构体与空接口相互转换的例子： ```go type T2 struct {} // T1 is deprecated, please use T2 type T1 = T2 func main() { var t T1 f(t) } func f(t interface{}) { t, ok := t.(T1) if !ok { log.Fatal("t is not a T1 type") } // print main.T2 println(reflect.TypeOf(t).String()) } ``` 虽然从最终的输出看 `t` 的类型是 `T2`，但是这个程序仍然可以把 `t` 转换为 `T1`。我们把代码转换成[汇编](https://golang.org/doc/asm)。下面是输出的部分信息： ``` 0x0021 00033 (main.go:19) MOVQ "".t+88(SP), AX 0x0026 00038 (main.go:19) PCDATA $0, $1 0x0026 00038 (main.go:19) LEAQ type."".T2(SB), CX 0x002d 00045 (main.go:19) CMPQ AX, CX 0x0030 00048 (main.go:20) JNE 172 ``` 第一行指令 `MOVQ` 读取空接口的类型并把它储存在寄存器 `AX`。然后 `LEAQ` 把 `T2` 类型加载到寄存器 `CX`，两个寄存器可以做比较。 我们可以看到，代码中的转换是基于 `T2` 而不是 `T1`。别名在编译时被改变，这样可以消除掉我们程序中的开销