Golang切片源碼解析

Golang的切片是一種非常常用的資料結構，它可以動态地調整長度并通路其元素。在本文中，我們将深入探讨Golang切片的源碼實作，以便更好地了解其内部工作原理。

首先，我們來看一下切片的定義方式：

var s []int // 聲明一個空切片 s := make([]int, 10) // 建立一個長度為10的切片           

可以看到，切片的定義方式比較簡單，但是其内部實作卻非常複雜。在Golang中，切片是由三部分組成的：指向底層數組的指針、切片長度和切片容量。其中，切片長度表示切片目前所包含元素的個數，而切片容量則表示底層數組中可以存儲的元素個數。

接下來，我們來看一下Golang切片的底層資料結構：

type slice struct { array unsafe.Pointer // 指向底層數組的指針 len  int  // 切片長度 cap  int  // 切片容量 }           

在這個結構體中，array字段是一個unsafe.Pointer類型的指針，它指向底層數組的第一個元素。len字段表示切片的長度，而cap字段則表示切片的容量。

Golang切片内部維護了一個指向底層數組的指針和兩個整型值。在底層數組空間不足的情況下，Golang會重新配置設定一塊更大的數組，然後将原有元素拷貝到新的數組中。這種動态擴容的實作方式為切片的高效使用提供了基礎保障。

下面，我們來看一下切片擴容的實作方式。在Golang中，切片擴容的政策是根據目前切片容量選擇一個新的容量，并且新的容量要比目前容量大一些。具體的實作方式如下：

newCap := cap(s) + cap(s)/2 newSlice := make([]T, len(s), newCap)copy(newSlice, s)           

在這段代碼中，newCap表示新的容量值，它是目前容量值的1.5倍。然後，我們建立一個新的切片newSlice，其長度和原有切片長度相同，但是容量為newCap。最後，我們使用copy函數将原有切片中的元素複制到新的切片中。

需要注意的是，Golang切片的底層數組是一個連續的記憶體空間，是以切片的元素在記憶體中也是連續存儲的。這種記憶體布局為切片的高效通路提供了便利。當我們使用切片的append方法添加元素時，如果目前切片的長度已經等于其容量，Golang就會自動對其進行擴容。

下面，我們來看一下append方法的實作方式。在Golang中，append方法的實作方式是通過調用内置函數growslice來實作的。growslice函數的主要功能是計算新的切片容量，并且重新配置設定記憶體空間。具體的實作方式如下：

func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice { newCap := old.capdoublecap := newCap + newCap if cap > doublecap { newCap = cap } else {if old.cap < 1024 { newCap = doublecap } else { for newCap < cap { newCap += newCap / 4 } } } newp := mallocgc(et.size * newCap) if et.ptrdata == 0{ memclr(newp, uintptr(et.size*newCap)) } else { for i := range old { typedmemmove(et, add(newp, uintptr(i)*et.size), add(old.array, uintptr(i)*et.size)) } } return slice{newp, old.len, newCap} }           

在這段代碼中，et參數表示元素的類型，old參數表示原有的切片，cap參數表示新的容量值。首先，我們根據原有切片的容量計算出新的切片容量。如果新的容量值大于原有容量的兩倍，那麼新的容量值就是cap參數的值。否則，如果原有容量小于1024，新的容量值就是原有容量的兩倍；如果原有容量大于等于1024，就循環計算新的容量值，直到其大于等于cap參數的值。

然後，我們使用mallocgc函數為新的切片配置設定記憶體空間。如果元素類型的指針資訊為0，那麼我們就可以直接使用memclr函數清空新的切片記憶體空間。否則，我們就需要使用typedmemmove函數将原有切片中的元素拷貝到新的切片中。

最後，我們傳回一個新的切片，其指向新的記憶體空間、長度等于原有切片長度，容量等于新的容量值。

綜上所述，Golang切片的底層實作非常複雜，涉及到記憶體配置設定、擴容、拷貝等操作。然而，Golang切片的高效使用和動态擴容功能為我們提供了便利，使得我們在編寫代碼時可以更加靈活和高效。