深入理解go slice结构

本篇文章给大家分享《深入理解go slice结构》，覆盖了Golang的常见基础知识，其实一个语言的全部知识点一篇文章是不可能说完的，但希望通过这些问题，让读者对自己的掌握程度有一定的认识(B 数)，从而弥补自己的不足，更好的掌握它。

文章

slice介绍

append的机制

slice tricks

go data

slice

array的语法： [4]int{1,2,3,4}, [...]int{1,2,3}。在go中array是值类型，这就意味着一个类型为array的变量名并不是一个指针，当传递值是，array总是被复制。

slice的语法： []int{1,2,3,4}, make([]int), make([]int,10)

当make只有两个参数时，cap和len相同。

slice本质上是array的一个片段的描述，它包含3部分：
[ptr, len, cap]

通过make([]int, 5)创建的slice，其内存布局如下：

对这个slice进行截断之后，形成新的slice：

使用cap可以对slice进行扩增： s[:cap(s)].

copy(dst, src []T) int的用法: copy会复制dst和src中长度最小的元素所对应的数量(所以如果dst==nil, 则copy返回0）。并且，copy还能处理dst和src存在重叠的情况。
用法：

t := make([]byte, len(s), (cap(s)+1)*2)
copy(t, s)
s = t

append(dst []T, element...T) []T的实现，与下面的AppendByte类似：
首先检查容量，容量不足则使用make构造一个新的slice并将原来的元素移动。

func AppendByte(slice []byte, data ...byte) []byte {
    m := len(slice)
    n := m + len(data)
    if n > cap(slice) { // if necessary, reallocate
        // allocate double what's needed, for future growth.
        newSlice := make([]byte, (n+1)*2)
        copy(newSlice, slice)
        slice = newSlice
    }
    slice = slice[0:n]
    copy(slice[m:n], data)
    return slice
}

slice对gc的影响(gotcha)

如果对一个很大的数组，取其中很小的一段切片，都会造成这个数组不会被gc回收。
gc使用mark-and-sweep(标记清除)。gc维护一个已分配的堆对象表，在标记阶段，它将寄存器，堆栈上的指针作为root进行遍历标记。

为什么部分slice会导致整体的array不会回收呢？设想下面的slice：

a := [4]int{0,1,2,3}
s := a[1:2] // {1}
return s

a会不会被回收呢？答案是不会，因为gc遍历s时，通过data指针找到对应的array切片，它发现这个地址在之前分配的一个array对象的范围内，从而标记这个array为可到达对象，避免其被整个清除。（这里所要理解的就是array是按范围标记的，并不是按指针头标记的，因为一个内存块对象是有范围的，如果被部分引用，说明整个对象仍然是可达的。）

如何解决？如果是这种情况，一个较大array返回较小切片，可以使用复制：

before：

var digitRegexp = regexp.MustCompile("[0-9]+")

func FindDigits(filename string) []byte {
    b, _ := ioutil.ReadFile(filename)
    return digitRegexp.Find(b)
}

after：

func CopyDigits(filename string) []byte {
    b, _ := ioutil.ReadFile(filename)
    b = digitRegexp.Find(b)
    c := make([]byte, len(b))
    copy(c, b)
    return c
}

reflect.SliceHeader

package reflect

// SliceHeader和StringHeader具有相同的Data和Len，这导致[]byte可以直接转换成string，而不需要任何复制
type SliceHeader struct {
	Data uintptr
	Len  int
	Cap  int
}
type StringHeader struct {
	Data uintptr
	Len  int
}

转换代码：

func SliceByteAsString(b []byte) string {
    return *(*string)(unsafe.Pointer(&b))
}
func StringAsSliceByte(s string) []byte {
    p := unsafe.Pointer(&d)
    var b []byte
    hdr :=  (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&b))
    hdr.Data = uintptr(p)
    hdr.Cap = len(s)
    hdr.Len = len(s)
    return b
}

func Int64AsByteSlice(d int64) []byte {
    p := unsafe.Pointer(&d)
    var b []byte
    hdr :=  (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&b))
    hdr.Data = uintptr(p)
    hdr.Cap = 8
    hdr.Len = 8
    return b
}

今天关于《深入理解go slice结构》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！