《Go语言精进之路》阅读笔记

Table of contents

  1. 1. 《Go语言精进之路》阅读笔记
    1. 1.1. 第10条：使用iota实现枚举常量
    2. 1.2. 第12条：使用复合字面值作为处置构造器
    3. 1.3. 第13条：了解切片实现原理并高效使用
    4. 1.4. 第14条：了解map实现原理并高效使用
    5. 1.5. 第15条：理解string实现原理比高效使用

《Go语言精进之路》阅读笔记

第10条：使用iota实现枚举常量

  • Go的const语法提供了“隐式重复前一个非空表达式”的机制

    • const (
    Apple, Banana = 11, 22
    Strawberry, Grape
    Pear, Watermelon
)

// 等价于

const (
    Apple, Banana = 11, 22
    Strawberry, Grape = 11, 22
    Pear, Watermelon = 11, 22
)

      
- iota表示const声明块中每个常量所处位置在块中的偏移量

  - 配合**隐式重复非空表达式**机制，可以实现一些很神奇的效果

  - ```go
    const (
    	a = 1 << iota	// 1
    	b				// 2
    	c				// 4
    	d = iota		// 3
    	e = 1 << iota	// 16
    )
    
    // 可以效仿标准库中的代码，略过一些iota值
    // $GOROOT/src/syscall/net_js.go go 1.12.7
    const (
        _ = iota
        IPV6_V6ONLY
        SOMAXCONN
        SO_ERROR
    )

Go引入iota有以下好处：

  1. iota使得维护枚举常量列表更容易
  2. 更为灵活的形式为枚举常量赋初值

第12条：使用复合字面值作为处置构造器

  • 通过**filed:value格式的复合字面值进行结构体类型**变量初值构造。未显示指明的结构体字段将采用其对应类型的零值
err = &net.DNSConfigError{err}
	替换为
err = &net.DNSConfigError{Error: err}
  • 通过index:value格式为数组/切片中非连续的元素赋予初始值
var data = []int{0:-10, 1:-5, 2:0, 3:1, 7:7}
  • 使用key:value形式的复合字面值为map类型变量赋初值
m := map[string]int{"k":1, "kk":2}

第13条：了解切片实现原理并高效使用

  • 切片是数组的“描述符”
//$GOROOT/src/runtime/slice.go

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len int
    cap int
}

字段len取决于切片“窗口”（包含元素个数）的大小

字段cap取决于底层数组的大小

使用cap参数创建切片可以提升append的平均操作性能，减少或因动态扩容带来的性能损耗

第14条：了解map实现原理并高效使用

map表示一组无序的键值对，其中value的类型没有限制，但是key的类型必须能够进行**==和!=**操作。因此，函数、map、切片类型不能作为map的key

map不支持“零值可用”，未显示赋值时，map类型的变量的值为nil。对处于零值状态的map变量进行操作会导致运行时panic

和切片一样，map也是引用类型。当函数参数类型是map时，参数传递损耗很小，并且函数内部对map进行的修改是在外部可见的

总是使用“comma ok”惯用法读取map中的元素

遍历map时，Go运行时会随机初始化迭代器的起始位置。因此，多次遍历map得到的键值对次序可能不一致。要想保证遍历键值对的次序固定，可以先用一个切片保存好所有的key，然后再通过遍历切片达到有序遍历map的目的

map的内部实现

runtime.hmap类型是语法层面map类型的运行时对应类型，hmap可以理解为是map类型的描述符，包含了map类型操作所需的所有信息

image-20241112195112007

  • count：当前map中的元素个数
  • flags：当前map所处的状态
    • iterator
    • oldIterator
    • hashWriting
    • sameSizeGrow
  • noverflow：overflow bucket的大约数量
  • hash0：哈希函数种子
  • buckets：指向bucket数组的指针
  • oldbuckets：在map扩容阶段指向前一个bucket数组的指针
  • nevacuate：在map扩容阶段充当扩容进度计数器
  • extra：可选字段

Go运行时会将map的key通过哈希函数得出一个哈希值，接着利用哈希值的低位（默认是低8位）找到对应的bucket，然后再拿着哈希值剩下的数值在bucket中的找到目标或空闲槽位（slot）。hashcode中的高位区就存储在bucket中的tophash区域

Go运行时会为map类型生成runtime.maptype实例，这个实例包含了map类型的所有元信息。根据这些元信息，Go运行时可以确定key的类型和大小以及构建value区域

type maptype struct {
    typ _type
    key *_type
    elem *_type
    bucket *_type	// 表示hash bucket的内部类型
    keysize uint8	// key的大小
    elemsize uint8	// elem的大小
    bucketsize uint16	//bucket的大小
    flags uint32
}

Go运行时采用了将key和value分开存储而不是选择key和value紧密相接的存储方式。虽然这带来了算法实现上的复杂性，但却减少了内存对齐带来的内存空间损耗

image-20241112204508526

map描述符runtime.hmap自身是有状态的，并且没有对状态进行并发保护，所以map不是并发安全的数据结构。当多个goroutine同时对一个map进行读写操作时，会诱发panic，导致程序崩溃。

考虑到map会自动扩容，bucket地址会不断变化，因此Go不允许获取map中value的地址，并且这个约束是在编译期间就会生效的

第15条：理解string实现原理比高效使用

  • string类型的数据是不可变的
  • 零值可用
  • 获取长度时间复杂度为$$O(1)$$
  • 支持通过+ / += 运算符拼接字符串
  • 支持各种比较运算符
  • 对非ASCII码原生支持
  • 原生支持多行字符串