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【Go 原理】详解 interface

优质
小牛编辑
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2023-12-01

接口类型

Go 语言有两种接口类型,一种是带有方法的接口,通过 type Name interface {} 声明,表示为 iface 结构体;另一种是不带有任何方法的 interface{} 类型,表示为 eface 结构体。

接口类型的底层实现

【Go 原理】详解 nil 中说道:

在底层,interface 作为两个成员来实现:一个类型和一个值 (type, value)。比如对于 int 值 3, 一个接口值示意性地包含 (int, 3)

接口的零值是 (nil, nil),只有该接口内部的值和类型都是 nil 时它才等于 nil

这其实是一种比较笼统的说法。对于带有方法的接口类型和不带任何方法的 interface{} 类型,底层实现有所区别。

不带任何方法的 interface{} 类型底层实现为 eface 结构体:

type eface struct { // 16 bytes
    _type *_type
    data  unsafe.Pointer
}

其中第一个字段指向底层类型,第二个字段指向底层数据(具体值)。

而带有方法的接口类型底层实现为 iface 结构体:

ype iface struct { // 16 bytes
    tab  *itab
    data unsafe.Pointer
}

其中第二个字段同样指向底层数据(具体值),第一个字段除了包含底层类型外,还包含更丰富的信息。以下是 itab 结构体的定义:

type itab struct { // 32 bytes
    inter *interfacetype
    _type *_type
    hash  uint32 // copy of _type.hash. Used for type switches.
    _     [4]byte
    fun   [1]uintptr // variable sized. fun[0]==0 means _type does not implement inter.
}
  • _type 就是接口的底层类型
  • hash 字段是 _type.hash 的拷贝,用于将 interface 转换为具体类型时快速判断目标类型和接口的底层类型是否一致
  • inter 描述接口类型
  • fun 是一个指针数组,每个指针指向具体类型 _type 实现的具体方法,在通过一个接口去调用某个方法的时候,会在这个表格中查找,然后使用具体值去调用正确的方法。如果该数组为空表示类型 _type 没有实现 inter 接口

再回头说一下接口类型的第二个字段 data。如果接口类型的具体值是一个值类型,那么 data 指向的是具体值的拷贝;否则,data 指向具体值的地址。以 file 类型和 Reader 接口为例:

f := file.Open('...')
var reader Reader = f.reader()

reader 变量底层的 data 字段实际指向的是 f 的一个副本。


参考资料: