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Golang 泛型初探

 3 years ago
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Golang 泛型初探

发表于 2021-03-09 分类于 go 阅读次数：126 Disqus：0 Comments
本文字数： 4.1k 阅读时长 ≈ 8 分钟

Golang 的泛型实现已经正式合并到 master 分支上啦，之后也会在 master 分支上进行开发，那么作为期待这个 feature 许久的 gopher，也想第一时间看看到底是如何实现的。

这里不过多讲解泛型的语法，具体可以参考一下 https://github.com/golang/go/issues/43651 这个 issue。

简单来说，在 struct 和 func 的名字后面可以加一个 [] 里面包含泛型的名字和限制条件，比如：

type container[T any] struct{
    elem T
}

any 是个特殊的关键字，表示所有类型都可以。

这里我们写一个示例程序来编译成汇编，来看看泛型到底是怎么实现的：

package main

type Stringer interface {
	String() string
}

type Stringer2 interface {
	Stringer
}

type container[T Stringer] struct {
	s T
}

type stringerImpl struct {
	s string
}

func (s stringerImpl) String() string {
	return s.s
}

func loop[T any](s []T) {
	for _, v := range s {
		_ = v
	}
}

func main() {
	loop([]int{1, 2, 3, 4, 5})

c := container[Stringer2]{}
	loop([]container[Stringer2]{c})
}

编译成汇编

我们先基于 master 分支来编译一个 go 出来，然后用这个 go 来执行以下命令：

$ go build -gcflags="-G=3 -l -S" main.go > main.s 2>&1

接下来去 main.s 这个文件看看，就会发现有这么一段代码：

"".#loop[int] STEXT nosplit size=18 args=0x18 locals=0x0 funcid=0x0
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:39)	TEXT	"".#loop[int](SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-24
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:39)	FUNCDATA	$0, gclocals·1a65e721a2ccc325b382662e7ffee780(SB)
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:39)	FUNCDATA	$1, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	MOVQ	"".s+16(SP), AX
	0x0005 00005 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	XORL	CX, CX
	0x0007 00007 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	JMP	12
	0x0009 00009 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	INCQ	CX
	0x000c 00012 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	CMPQ	AX, CX
	0x000f 00015 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	JGT	9
	0x0011 00017 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	RET
	0x0000 48 8b 44 24 10 31 c9 eb 03 48 ff c1 48 39 c8 7f  H.D$.1...H..H9..
	0x0010 f8 c3                                            ..
"".#loop[container[Stringer2]] STEXT nosplit size=21 args=0x18 locals=0x0 funcid=0x0
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:44)	TEXT	"".#loop[container[Stringer2]](SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-24
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:44)	FUNCDATA	$0, gclocals·1a65e721a2ccc325b382662e7ffee780(SB)
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:44)	FUNCDATA	$1, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
	0x0000 00000 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	MOVQ	"".s+16(SP), AX
	0x0005 00005 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	TESTQ	AX, AX
	0x0008 00008 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	JLE	20
	0x000a 00010 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	XORL	CX, CX
	0x000c 00012 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	INCQ	CX
	0x000f 00015 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	CMPQ	AX, CX
	0x0012 00018 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	JGT	12
	0x0014 00020 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:33)	RET
	0x0000 48 8b 44 24 10 48 85 c0 7e 0a 31 c9 48 ff c1 48  H.D$.H..~.1.H..H
	0x0010 39 c8 7f f8 c3                                   9....

再看 main 中调用的地方：

	0x008c 00140 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:39)	CALL	"".#loop[int](SB)
...
	0x00c0 00192 (/Users/purewhite/go/src/local/study/main.go:44)	CALL	"".#loop[container[Stringer2]](SB)

基本可以确定，go 的泛型目前的实现方案是在编译时进行代码生成，这个方案虽然会降低编译速度，但是在运行时是没有性能损耗的。


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