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關于Go 空結構體的 3 種使用場景

 更新時間:2021年10月21日 16:22:22   作者:煎魚eddycjy  
在今天這篇文章要給大家介紹得是Go 語言中幾種常見類型的寬度,并且基于開頭的問題 ”空結構體“ 進行了剖析,需要的朋友可以參考一下,希望對你有所幫助

前言:

在 Go 語言中,有一個比較特殊的類型,經常會有剛接觸 Go 的小伙伴問到,又或是不理解。
他就是 Go 里的空結構體(struct)的使用,常常會有看到有人使用:

ch := make(chan struct{})

還清一色的使用結構體,也不用其他類型。高度常見,也就不是一個偶發(fā)現(xiàn)象了,肯定是背后必然有什么原因。

1、為什么使用

說白了,就是希望節(jié)省空間。但,新問題又來了,為什么不能用其他的類型來做?

這就涉及到在 Go 語言中 ”寬度“ 的概念,寬度描述了一個類型的實例所占用的存儲空間的字節(jié)數(shù)。
寬度是一個類型的屬性。在 Go 語言中的每個值都有一個類型,值的寬度由其類型定義,并且總是 8 bits 的倍數(shù)。
在 Go 語言中我們可以借助 unsafe.Sizeof 方法,來獲?。?br />

// Sizeof takes an expression x of any type and returns the size in bytes
// of a hypothetical variable v as if v was declared via var v = x.
// The size does not include any memory possibly referenced by x.
// For instance, if x is a slice, Sizeof returns the size of the slice
// descriptor, not the size of the memory referenced by the slice.
// The return value of Sizeof is a Go constant.
func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr

該方法能夠得到值的寬度,自然而然也就能知道其類型對應的寬度是多少了。

我們對應看看 Go 語言中幾種常見的類型寬度大?。?/strong>

func main() {
 var a int
 var b string
 var c bool
 var d [3]int32
 var e []string
 var f map[string]bool

 fmt.Println(
  unsafe.Sizeof(a),
  unsafe.Sizeof(b),
  unsafe.Sizeof(c),
  unsafe.Sizeof(d),
  unsafe.Sizeof(e),
  unsafe.Sizeof(f),
 )
}

輸出結果:

8 16 1 12 24 8

你可以發(fā)現(xiàn)我們列舉的幾種類型,只是單純聲明,我們也啥沒干,依然占據(jù)一定的寬度。
如果我們的場景,只是占位符,那怎么辦,系統(tǒng)里的開銷就這么白白浪費了?

2、空結構體的特殊性

空結構體在各類系統(tǒng)中頻繁出現(xiàn)的原因之一,就是需要一個占位符。而恰恰好,Go 空結構體的寬度是特殊的。
如下:

func main() {
 var s struct{}
 fmt.Println(unsafe.Sizeof(s))
}

輸出結果:

0

空結構體的寬度是很直接了當?shù)?0,即便是變形處理:

type S struct {
 A struct{}
 B struct{}
}

func main() {
 var s S
 fmt.Println(unsafe.Sizeof(s))
}

其最終輸出結果也是 0,完美切合人們對占位符的基本訴求,就是占著坑位,滿足基本輸入輸出就好。
但這時候問題又出現(xiàn)了,為什么只有空結構會有這種特殊待遇,其他類型又不行?
這是 Go 編譯器在內存分配時做的優(yōu)化項

// base address for all 0-byte allocations
var zerobase uintptr

func mallocgc(size uintptr, typ *_type, needzero bool) unsafe.Pointer {
 ...
 if size == 0 {
  return unsafe.Pointer(&zerobase)
 }
}

當發(fā)現(xiàn) size 為 0 時,會直接返回變量 zerobase 的引用,該變量是所有 0 字節(jié)的基準地址,不占據(jù)任何寬度。
因此空結構體的廣泛使用,是 Go 開發(fā)者們借助了這個小優(yōu)化,達到了占位符的目的。

3、使用場景

了解清楚為什么空結構作為占位符使用的原因后,我們更進一步了解其真實的使用場景有哪些。

主要分為三塊:

  • 實現(xiàn)方法接收者。
  • 實現(xiàn)集合類型。
  • 實現(xiàn)空通道。

3.1 實現(xiàn)方法接收者

在業(yè)務場景下,我們需要將方法組合起來,代表其是一個 ”分組“ 的,便于后續(xù)拓展和維護。
但是如果我們使用:

type T string

func (s *T) Call()

又似乎有點不大友好,因為作為一個字符串類型,其本身會占據(jù)定的空間。
這種時候我們會采用空結構體的方式,這樣也便于未來針對該類型進行公共字段等的增加。如下:

type T struct{}

func (s *T) Call() {
 fmt.Println("腦子進煎魚了")
}

func main() {
 var s T
 s.Call()
}

在該場景下,使用空結構體從多維度來考量是最合適的,易拓展,省空間,最結構化。
另外你會發(fā)現(xiàn),其實你在日常開發(fā)中下意識就已經這么做了,你可以理解為設計模式和日常生活相結合的另類案例。

3.2 實現(xiàn)集合類型

在 Go 語言的標準庫中并沒有提供集合(Set)的相關實現(xiàn),因此一般在代碼中我們圖方便,會直接用 map 來替代。
但有個問題,就是集合類型的使用,只需要用到 key(鍵),不需要 value(值)。

這就是空結構體大戰(zhàn)身手的場景了:

type Set map[string]struct{}

func (s Set) Append(k string) {
 s[k] = struct{}{}
}

func (s Set) Remove(k string) {
 delete(s, k)
}

func (s Set) Exist(k string) bool {
 _, ok := s[k]
 return ok
}

func main() {
 set := Set{}
 set.Append("煎魚")
 set.Append("咸魚")
 set.Append("蒸魚")
 set.Remove("煎魚")

 fmt.Println(set.Exist("煎魚"))
}

空結構體作為占位符,不會額外增加不必要的內存開銷,很方便的就是解決了。

3.3 實現(xiàn)空通道

Go channel 的使用場景中,常常會遇到通知型 channel,其不需要發(fā)送任何數(shù)據(jù),只是用于協(xié)調 Goroutine 的運行,用于流轉各類狀態(tài)或是控制并發(fā)情況。
如下:

func main() {
 ch := make(chan struct{})
 go func() {
  time.Sleep(1 * time.Second)
  close(ch)
 }()

 fmt.Println("腦子好像進...")
 <-ch
 fmt.Println("煎魚了!")
}

輸出結果:

腦子好像進...
煎魚了!

該程序會先輸出 ”腦子好像進...“ 后,再睡眠一段時間再輸出 "煎魚了!",達到間斷控制 channel 的效果。
由于該 channel 使用的是空結構體,因此也不會帶來額外的內存開銷。

到此這篇關于關于Go 空結構體的 3 種使用場景的文章就介紹到這了,更多相關Go 空結構體的 3 種使用場景內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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