Golang切片源码解析

Golang的切片是一种非常常用的数据结构，它可以动态地调整长度并访问其元素。在本文中，我们将深入探讨Golang切片的源码实现，以便更好地理解其内部工作原理。

首先，我们来看一下切片的定义方式：

var s []int // 声明一个空切片 s := make([]int, 10) // 创建一个长度为10的切片           

可以看到，切片的定义方式比较简单，但是其内部实现却非常复杂。在Golang中，切片是由三部分组成的：指向底层数组的指针、切片长度和切片容量。其中，切片长度表示切片当前所包含元素的个数，而切片容量则表示底层数组中可以存储的元素个数。

接下来，我们来看一下Golang切片的底层数据结构：

type slice struct { array unsafe.Pointer // 指向底层数组的指针 len  int  // 切片长度 cap  int  // 切片容量 }           

在这个结构体中，array字段是一个unsafe.Pointer类型的指针，它指向底层数组的第一个元素。len字段表示切片的长度，而cap字段则表示切片的容量。

Golang切片内部维护了一个指向底层数组的指针和两个整型值。在底层数组空间不足的情况下，Golang会重新分配一块更大的数组，然后将原有元素拷贝到新的数组中。这种动态扩容的实现方式为切片的高效使用提供了基础保障。

下面，我们来看一下切片扩容的实现方式。在Golang中，切片扩容的策略是根据当前切片容量选择一个新的容量，并且新的容量要比当前容量大一些。具体的实现方式如下：

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

在这段代码中，newCap表示新的容量值，它是当前容量值的1.5倍。然后，我们创建一个新的切片newSlice，其长度和原有切片长度相同，但是容量为newCap。最后，我们使用copy函数将原有切片中的元素复制到新的切片中。

需要注意的是，Golang切片的底层数组是一个连续的内存空间，因此切片的元素在内存中也是连续存储的。这种内存布局为切片的高效访问提供了便利。当我们使用切片的append方法添加元素时，如果当前切片的长度已经等于其容量，Golang就会自动对其进行扩容。

下面，我们来看一下append方法的实现方式。在Golang中，append方法的实现方式是通过调用内置函数growslice来实现的。growslice函数的主要功能是计算新的切片容量，并且重新分配内存空间。具体的实现方式如下：

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} }           

在这段代码中，et参数表示元素的类型，old参数表示原有的切片，cap参数表示新的容量值。首先，我们根据原有切片的容量计算出新的切片容量。如果新的容量值大于原有容量的两倍，那么新的容量值就是cap参数的值。否则，如果原有容量小于1024，新的容量值就是原有容量的两倍；如果原有容量大于等于1024，就循环计算新的容量值，直到其大于等于cap参数的值。

然后，我们使用mallocgc函数为新的切片分配内存空间。如果元素类型的指针信息为0，那么我们就可以直接使用memclr函数清空新的切片内存空间。否则，我们就需要使用typedmemmove函数将原有切片中的元素拷贝到新的切片中。

最后，我们返回一个新的切片，其指向新的内存空间、长度等于原有切片长度，容量等于新的容量值。

综上所述，Golang切片的底层实现非常复杂，涉及到内存分配、扩容、拷贝等操作。然而，Golang切片的高效使用和动态扩容功能为我们提供了便利，使得我们在编写代码时可以更加灵活和高效。