Go slice的底层实现原理

参考解析

切片是基于数组实现的，它的底层是数组，可以理解为对 底层数组的抽象。

源码包中src/runtime/slice.go 定义了slice的数据结构：

  1. type slice struct {
  2. array unsafe.Pointer
  3. len   int
  4. cap   int
  5. }

slice占用24个字节

array: 指向底层数组的指针，占用8个字节

len: 切片的长度，占用8个字节

cap: 切片的容量，cap 总是大于等于 len 的，占用8个字节

slice有4种初始化方式

  1. // 初始化方式1：直接声明
  2. var slice1 []int
  4. // 初始化方式2：使用字面量
  5. slice2 := []int{1, 2, 3, 4}
  7. // 初始化方式3：使用make创建slice
  8. slice3 := make([]int, 3, 5)         
  10. // 初始化方式4: 从切片或数组“截取”
  11. slcie4 := arr[1:3]

通过一个简单程序，看下slice初始化调用的底层函数

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. func main() {
  6. slice := make([]int, 0)
  7. slice = append(slice, 1)
  8. fmt.Println(slice, len(slice), cap(slice))
  9. }

通过 go tool compile -S test.go | grep CALL 得到汇编代码

  1. 0x0042 00066 (test.go:6)        CALL    runtime.makeslice(SB)
  2. 0x006d 00109 (test.go:7)        CALL    runtime.growslice(SB)
  3. 0x00a4 00164 (test.go:8)        CALL    runtime.convTslice(SB)
  4. 0x00c0 00192 (test.go:8)        CALL    runtime.convT64(SB)
  5. 0x00d8 00216 (test.go:8)        CALL    runtime.convT64(SB)
  6. 0x0166 00358 ($GOROOT/src/fmt/print.go:274)     CALL    fmt.Fprintln(SB)
  7. 0x0180 00384 (test.go:5)        CALL    runtime.morestack_noctxt(SB)
  8. 0x0079 00121 (<autogenerated>:1)        CALL    runtime.efaceeq(SB)
  9. 0x00a0 00160 (<autogenerated>:1)        CALL    runtime.morestack_noctxt(SB)

初始化slice调用的是runtime.makeslice，makeslice函数的工作主要就是计算slice所需内存大小，然后调用mallocgc进行内存的分配

所需内存大小 = 切片中元素大小 * 切片的容量

  1. func makeslice(et *_type, len, cap int) unsafe.Pointer {
  2. mem, overflow := math.MulUintptr(et.size, uintptr(cap))
  3. if overflow || mem > maxAlloc || len < 0 || len > cap {
  4. // NOTE: Produce a len out of range error instead of a
  5. // cap out of range error when someone does make([]T, bignumber).
  6. // cap out of range is true too, but since the cap is only being
  7. // supplied implicitly, saying len is clearer.
  8. // See golang.org/issue/4085.
  9. mem, overflow := math.MulUintptr(et.size, uintptr(len))
  10. if overflow || mem > maxAlloc || len < 0 {
  11. panicmakeslicelen()
  12. }
  13. panicmakeslicecap()
  14. }
  16. return mallocgc(mem, et, true)
  17. }