背景：

golang的interface是一種satisfied式的。A類只要實現(xiàn)了IA interface定義的方法，A就satisfied了接口IA。更抽象一層，如果某些設(shè)計上需要一些更抽象的共性，比如print各類型，這時需要使用reflect機制，reflect實質(zhì)上就是將interface的實現(xiàn)暴露了一部分給應(yīng)用代碼。要理解reflect，需要深入了解interface。go的interface是一種隱式的interface，但golang的類型是編譯階段定的，是static的，如：

type MyInt int
var i int
var j MyInt

雖然MyInt底層就是int，但在編譯器角度看，i的類型是int，j的類型是MyInt，是靜態(tài)、不一致的。兩者要賦值必須要進行類型轉(zhuǎn)換。即使是interface，就語言角度來看也是靜態(tài)的。如:

var r io.Reader

不管r后面用什么來初始化，它的類型總是io.Reader。更進一步，對于空的interface，也是如此。記住go語言類型是靜態(tài)這一點，對于理解interface/reflect很重要?？匆焕?/p>

var r io.Reader
tty, err := os.OpenFile("/dev/tty", os.O_RDWR, 0)
if err != nil {
 return nil, err
}
r = tty

到這里，r的類型是什么？r的類型仍然是interface io.Reader，只是r = tty這一句，隱含了一個類型轉(zhuǎn)換，將tty轉(zhuǎn)成了io.Reader。

interface的實現(xiàn)：

作為一門編程語言，對方法的處理一般分為兩種類型：一是將所有方法組織在一個表格里，靜態(tài)地調(diào)用（C++, java）；二是調(diào)用時動態(tài)查找方法(python, smalltalk, js)。而go語言是兩者的結(jié)合：雖然有table，但是是需要在運行時計算的table。如下例：Binary類實現(xiàn)了兩個方法，String()和Get()

type Binary uint64
func (i Binary) String() string {
 return strconv.Uitob64(i.Get(), 2)
}
  
func (i Binary) Get() uint64 {
 return uint64(i)
}

因為它實現(xiàn)了String()，按照golang的隱式方法實現(xiàn)來看，Binary satisfied了Stringer接口。因此它可以賦值： s:=Stringer(b)。以此為例來說明下interface的實現(xiàn)：interface的內(nèi)存組織如圖：

一個interface值由兩個指針組成，第一個指向一個interface table，叫 itable。itable開頭是一些描述類型的元字段，后面是一串方法。注意這個方法是interface本身的方法，并非其dynamic value（Binary）的方法。即這里只有String()方法，而沒有Get方法。但這個方法的實現(xiàn)肯定是具體類的方法，這里就是Binary的方法。
當(dāng)這個interface無方法時，itable可以省略，直接指向一個type即可。
另一個指針data指向dynamic value的一個拷貝，這里則是b的一份拷貝。也就是，給interface賦值時，會在堆上分配內(nèi)存，用于存放拷貝的值。
同樣，當(dāng)值本身只有一個字長時，這個指針也可以省略。
一個interface的初始值是兩個nil。比如，

var w io.Writer

這時，tab和data都是nil。interface是否為nil取決于itable字段。所以不一定data為nil就是nil，判斷時要額外注意。

這樣，像這樣的代碼：

switch v := any.(type) {
case int:
 return strconv.Itoa(v)
case float:
 return strconv.Ftoa(v, 'g', -1)
}

實際上是any這個interface取了 any. tab->type。

而interface的函數(shù)調(diào)用實際上就變成了：

s.tab->fun[0](s.data)。第一個參數(shù)即自身類型指針。

itable的生成：

itable的生成是理解interface的關(guān)鍵。

如剛開始處提的，為了支持go語言這種接口間僅通過方法來聯(lián)系的特性，是沒有辦法像C++一樣，在編譯時預(yù)先生成一個method table的，只能在運行時生成。因此，自然的，所有的實體類型都必須有一個包含此類型所有方法的“類型描述符”(type description structure)；而interface類型也同樣有一個類似的描述符，包含了所有的方法。

這樣，interface賦值時，計算interface對象的itable時，需要對兩種類型的方法列表進行遍歷對比。如后面代碼所示，這種計算只需要進行一次，而且優(yōu)化成了O(m+n)。

可見，interface與itable之間的關(guān)系不是獨立的，而是與interface具體的value類型有關(guān)。即（interface類型， 具體類型）->itable。

var any interface{}  // initialized elsewhere
s := any.(Stringer)  // dynamic conversion
for i := 0; i < 100; i++ {
 fmt.Println(s.String())
}

itable的計算不需要到函數(shù)調(diào)用時進行，只需要在interface賦值時進行即可，如上第2行，不需要在第4行進行。

最后，看一些實現(xiàn)代碼：

以下是上面圖中的兩個字段。

type iface struct {
 tab  *itab  // 指南itable
 data unsafe.Pointer  // 指向真實數(shù)據(jù)
}

再看itab的實現(xiàn)：

type itab struct {
 inter  *interfacetype
 _type  *_type
 link*itab
 bad int32
 unused int32
 fun [1]uintptr // variable sized
}

可見，它使用一個疑似鏈表的東西，可以猜這是用作hash表的拉鏈。前兩個字段應(yīng)該是用來表達具體的interface類型和實際擁有的值的類型的，即一個itable的key。(上文提到的（interface類型， 具體類型） )

type imethod struct {
 name nameOff
 ityp typeOff
}
type interfacetype struct {
 typ  _type
 pkgpath name
 mhdr []imethod
}

interfacetype如有若干imethod，可以猜想這是表達interface定義的方法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

type _type struct {
 size uintptr
 ptrdata uintptr // size of memory prefix holding all pointers
 hash uint32
 tflagtflag
 alignuint8
 fieldalign uint8
 kind uint8
 alg  *typeAlg
 // gcdata stores the GC type data for the garbage collector.
 // If the KindGCProg bit is set in kind, gcdata is a GC program.
 // Otherwise it is a ptrmask bitmap. See mbitmap.go for details.
 gcdata *byte
 str nameOff
 ptrToThis typeOff
}

對于_type，可見里面有g(shù)c的東西，應(yīng)該就是具體的類型了。這里有個hash字段，itable實現(xiàn)就是掛在一個全局的hash table中。hash時用到了這個字段：

func itabhash(inter *interfacetype, typ *_type) uint32 {
 // compiler has provided some good hash codes for us.
 h := inter.typ.hash
 h += 17 * typ.hash
 // TODO(rsc): h += 23 * x.mhash ?
 return h % hashSize
}

可見，這里有個把interface類型與具體類型之間的信息結(jié)合起來做一個hash的過程，這個hash就是上述的itab的存儲地點，itab中的link就是hash中的拉鏈。

回到itab，看取一個itab的邏輯：

如果發(fā)生了typeassert或是interface的賦值（強轉(zhuǎn)），需要臨時計算一個itab。這時會先在hash表中找，找不到才會真實計算。

  h := itabhash(inter, typ)
  // look twice - once without lock, once with.
  // common case will be no lock contention.
  var m *itab
  var locked int
  for locked = 0; locked < 2; locked++ {
if locked != 0 {
 lock(&ifaceLock)
}
for m = (*itab)(atomic.Loadp(unsafe.Pointer(&hash[h]))); m != nil; m = m.link {
 if m.inter == inter && m._type == typ {
  return m // 找到了前面計算過的itab
 }
}
  }
 // 沒有找到，生成一個，并加入到itab的hash中。
  m = (*itab)(persistentalloc(unsafe.Sizeof(itab{})+uintptr(len(inter.mhdr)-1)*sys.PtrSize, 0, &memstats.other_sys))
  m.inter = inter
  m._type = typ
  additab(m, true, canfail)

這個hash是個全局變量：

 const (
  hashSize = 1009
 )
 var (
  ifaceLock mutex // lock for accessing hash
  hash[hashSize]*itab
 )

最后，看一下如何生成itab：

  // both inter and typ have method sorted by name,
  // and interface names are unique,
  // so can iterate over both in lock step;
  // the loop is O(ni+nt) not O(ni*nt). // 按name排序過的，因此這里的匹配只需要O(ni+nt)
  j := 0
  for k := 0; k < ni; k++ {
i := &inter.mhdr[k]
itype := inter.typ.typeOff(i.ityp)
name := inter.typ.nameOff(i.name)
iname := name.name()
for ; j < nt; j++ {
 t := &xmhdr[j]
 tname := typ.nameOff(t.name)
 if typ.typeOff(t.mtyp) == itype && tname.name() == iname {
if m != nil { ifn := typ.textOff(t.ifn) *(*unsafe.Pointer)(add(unsafe.Pointer(&m.fun[0]), uintptr(k)*sys.PtrSize)) = ifn // 找到匹配，將實際類型的方法填入itab的fun
}
goto nextimethod
  }
 }
}
  nextimethod:
  }
  h := itabhash(inter, typ) //插入上面的全局hash
  m.link = hash[h]
  atomicstorep(unsafe.Pointer(&hash[h]), unsafe.Pointer(m))
 }

到這里，interface的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的框架。

reflection實質(zhì)上是將interface背后的實現(xiàn)暴露了一部分給應(yīng)用代碼，使應(yīng)用程序可以使用interface實現(xiàn)的一些內(nèi)容。只要理解了interface的實現(xiàn)，reflect就好理解了。如reflect.typeof(i)返回interface i的type，Valueof返回value。

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對本站的支持。

美國服務(wù)器租用

版權(quán)聲明：本站文章來源標(biāo)注為YINGSOO的內(nèi)容版權(quán)均為本站所有，歡迎引用、轉(zhuǎn)載，請保持原文完整并注明來源及原文鏈接。禁止復(fù)制或仿造本網(wǎng)站，禁止在非www.sddonglingsh.com所屬的服務(wù)器上建立鏡像，否則將依法追究法律責(zé)任。本站部分內(nèi)容來源于網(wǎng)友推薦、互聯(lián)網(wǎng)收集整理而來，僅供學(xué)習(xí)參考，不代表本站立場，如有內(nèi)容涉嫌侵權(quán)，請聯(lián)系alex-e#qq.com處理。