golang slice 和 string 重用
相比于 c/c ，golang 的一个很大的改进就是引入了 gc 机制，不再需要用户自己管理内存，大大减少了程序由于内存泄露而引入的 bug，但是同时 gc 也带来了额外的性能开销，有时甚至会因为使用不当，导致 gc 成为性能瓶颈，所以 golang 程序设计的时候，应特别注意对象的重用，以减少 gc 的压力。而 slice 和 string 是 golang 的基本类型，了解这些基本类型的内部机制，有助于我们更好地重用这些对象
<h3>slice 和 string 内部结构</h3>slice 和 string 的内部结构可以在 <code>$GOROOT/src/reflect/value.go</code> 里面找到
<pre><code class="golang">type StringHeader struct { Data uintptr Len int } type SliceHeader struct { Data uintptr Len int Cap int }</code></pre>可以看到一个 string 包含一个数据指针和一个长度，长度是不可变的
slice 包含一个数据指针、一个长度和一个容量，当容量不够时会重新申请新的内存，Data 指针将指向新的地址，原来的地址空间将被释放
从这些结构就可以看出，string 和 slice 的赋值，包括当做参数传递，和自定义的结构体一样，都仅仅是 Data 指针的浅拷贝
<h3>slice 重用</h3> <h4>append 操作</h4> <pre><code class="golang">si1 := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} si2 := si1 si2 = append(si2, 0) Convey("重新分配内存", func() { header1 := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&si1)) header2 := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&si2)) fmt.Println(header1.Data) fmt.Println(header2.Data) So(header1.Data, ShouldNotEqual, header2.Data) })</code></pre>si1 和 si2 开始都指向同一个数组，当对 si2 执行 append 操作时，由于原来的 Cap 值不够了，需要重新申请新的空间，因此 Data 值发生了变化，在 <code>$GOROOT/src/reflect/value.go</code> 这个文件里面还有关于新的 cap 值的策略，在 <code>grow</code> 这个函数里面，当 cap 小于 1024 的时候，是成倍的增长，超过的时候，每次增长 25%，而这种内存增长不仅仅数据拷贝（从旧的地址拷贝到新的地址）需要消耗额外的性能，旧地址内存的释放对 gc 也会造成额外的负担，所以如果能够知道数据的长度的情况下，尽量使用 <code>make([]int, len, cap)</code> 预分配内存，不知道长度的情况下，可以考虑下面的内存重用的方法
<h4>内存重用</h4> <pre><code class="golang">si1 := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} si2 := si1[:7] Convey("不重新分配内存", func() { header1 := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&si1)) header2 := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&si2)) fmt.Println(header1.Data) fmt.Println(header2.Data) So(header1.Data, ShouldEqual, header2.Data) }) Convey("往切片里面 append 一个值", func() { si2 = append(si2, 10) Convey("改变了原 slice 的值", func() { header1 := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&si1)) header2 := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&si2)) fmt.Println(header1.Data) fmt.Println(header2.Data) So(header1.Data, ShouldEqual, header2.Data) So(si1[7], ShouldEqual, 10) }) })</code></pre>si2 是 si1 的一个切片，从第一段代码可以看到切片并不重新分配内存，si2 和 si1 的 Data 指针指向同一片地址，而第二段代码可以看出，当我们往 si2 里面 append 一个新的值的时候，我们发现仍然没有内存分配，而且这个操作使得 si1 的值也发生了改变，因为两者本就是指向同一片 Data 区域，利用这个特性，我们只需要让 <code>si1 = si1[:0]</code> 就可以不断地清空 si1 的内容，实现内存的复用了
PS: 你可以使用 <code>copy(si2, si1)</code> 实现深拷贝
<h3>string</h3> <pre><code class="golang">Convey("字符串常量", func() { str1 := "hello world" str2 := "hello world" Convey("地址相同", func() { header1 := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str1)) header2 := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str2)) fmt.Println(header1.Data) fmt.Println(header2.Data) So(header1.Data, ShouldEqual, header2.Data) }) })</code></pre>这个例子比较简单，字符串常量使用的是同一片地址区域
<pre><code class="golang">Convey("相同字符串的不同子串", func() { str1 := "hello world"[:6] str2 := "hello world"[:5] Convey("地址相同", func() { header1 := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str1)) header2 := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str2)) fmt.Println(header1.Data, str1) fmt.Println(header2.Data, str2) So(str1, ShouldNotEqual, str2) So(header1.Data, ShouldEqual, header2.Data) }) })</code></pre>相同字符串的不同子串，不会额外申请新的内存，但是要注意的是这里的相同字符串，指的是 <code>str1.Data == str2.Data && str1.Len == str2.Len</code>，而不是 <code>str1 == str2</code>，下面这个例子可以说明 <code>str1 == str2</code> 但是其 Data 并不相同
<pre><code class="golang">Convey("不同字符串的相同子串", func() { str1 := "hello world"[:5] str2 := "hello golang"[:5] Convey("地址不同", func() { header1 := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str1)) header2 := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&str2)) fmt.Println(header1.Data, str1) fmt.Println(header2.Data, str2) So(str1, ShouldEqual, str2) So(header1.Data, ShouldNotEqual, header2.Data) }) })</code></pre>实际上对于字符串，你只需要记住一点，字符串是不可变的，任何字符串的操作都不会申请额外的内存（对于仅内部数据指针而言），我曾自作聪明地设计了一个 cache 去存储字符串，以减少重复字符串所占用的空间，事实上，除非这个字符串本身就是由 <code>[]byte</code> 创建而来，否则，这个字符串本身就是另一个字符串的子串（比如通过 <code>strings.Split</code> 获得的字符串），本来就不会申请额外的空间，这么做简直就是多此一举
<h3>参考链接</h3> <ul><li>Go Slices: usage and internals：https://blog.golang.org/go-sl... </li> <li>测试代码链接：https://github.com/hatlonely/... </li> </ul><blockquote>转载请注明出处本文链接：http://hatlonely.com/2018/03/... </blockquote> 到此这篇关于“golang slice 和 string 重用”的文章就介绍到这了,更多文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持JQ教程网！
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