詳解如何利用Golang泛型提高編碼效率
前言
Golang的泛型已經(jīng)出來有一段時間了,大家應該或多或少對它有所了解,甚至已經(jīng)在應用中使用它。雖然Golang的泛型在功能上確實比較簡單,而且確實可能會增加代碼的復雜度,過度使用可能還會降低代碼可讀性。
但不可否認泛型確實讓我們在使用Golang的時候能夠抽取一些通用的代碼,避免代碼的重復拷貝,提高代碼性能(避免類型轉(zhuǎn)換),提高編碼的效率和體驗,提高代碼可維護性。
這篇文章主要是介紹我使用Golang泛型做過的事情。
工具函數(shù)
雖然標準庫里面已經(jīng)提供了大量的工具函數(shù),但是這些工具函數(shù)都沒有使用泛型實現(xiàn),為了提高使用體驗,我們可以使用泛型進行實現(xiàn)。
比如數(shù)值算法里很經(jīng)典的math.Max()、math.Min()都是float64類型的,但是很多時候我們使用的是int、int64這些類型,在Golang引入泛型之前,我們經(jīng)常像下面這樣根據(jù)類型實現(xiàn),產(chǎn)生大量模板代碼:
func MaxInt(a, b int) int {
if a > b {
return a
}
return b
}
func MaxInt64(a, b int64) int64 {
if a > b {
return a
}
return b
}
// ...其他類型
而使用泛型則我們只需要一個實現(xiàn):
func Max[T constraints.Ordered](a, b T) T {
if a > b {
return a
}
return b
}
其中constraints.Ordered表示可排序類型,也就是可以使用三路運算符的類型[>, =, <],包含了所有數(shù)值類型和string。可以通過go get golang.org/x/exp引入。
其他的像json解析、參數(shù)校驗、slices等也可以通過泛型進行實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Golang自帶的泛型容器有slices和map,這兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其實可以完成大部分工作了,但是有時候我們可能還需要其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),比如說優(yōu)先級隊列、鏈表等。
雖然Golang在container包下有heap、list和ring三個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),但說實話使用起來不是很方便,特別是元素類型全是interface{},使用這些結(jié)構(gòu)就需要各種類型轉(zhuǎn)換。因此我們可以簡單的拷貝這些代碼,然后使用泛型進行改造,比如heap:
我們不但使用泛型進行實現(xiàn),還把heap默認改為使用slice是實現(xiàn),這樣只需要實現(xiàn)一個LessFunc,而不是5個。
package heap
type LessFunc[T any] func(e1 T, e2 T) bool
type Heap[T any] struct {
h []T
lessFunc LessFunc[T]
}
func New[T any](h []T, lessFunc LessFunc[T]) *Heap[T] {
heap := &Heap[T]{
h: h,
lessFunc: lessFunc,
}
heap.init()
return heap
}
// 移除堆頂元素
func (h *Heap[T]) Pop() T {
n := h.Len() - 1
h.swap(0, n)
h.down(0, n)
return h.pop()
}
// 獲取堆頂元素
func (h *Heap[T]) Peek() T {
return h.h[0]
}
// 添加元素到堆
func (h *Heap[T]) Push(x T) {
h.push(x)
h.up(h.Len() - 1)
}其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還包括list、set、pqueue等。
模板代碼
在后臺業(yè)務(wù)代碼里面,我們經(jīng)常會有很多個業(yè)務(wù)處理函數(shù),每個業(yè)務(wù)處理函數(shù)我們基本都會通過一些代碼封裝成一個HTTP接口,這里其實基本上都是模板代碼,比如說對于一個使用gin實現(xiàn)的HTTP服務(wù),每個接口我們都需要進行以下處理:
- 指定HTTP方法、URL
- 鑒權(quán)
- 參數(shù)綁定
- 處理請求
- 處理響應
可以發(fā)現(xiàn),參數(shù)綁定、處理響應幾乎都是一樣模板代碼,鑒權(quán)也基本上是模板代碼(當然有些鑒權(quán)可能比較復雜)。
因此我們可以編寫一個泛型模板,把相同的部分抽取出來,用戶只需要實現(xiàn)不同接口有差異的指定HTTP方法、URL和處理請求邏輯即可:
// 處理請求
func do[Req any, Rsp any, Opt any](reqFunc ReqFunc[Req],
serviceFunc ServiceFunc[Req, Rsp], serviceOptFunc ServiceOptFunc[Req, Rsp, Opt], opts ...Opt) gin.HandlerFunc {
return func(c *gin.Context) {
// 參數(shù)綁定
req, err := BindJSON[Req](c)
if err != nil {
return
}
// 進一步處理請求結(jié)構(gòu)體
if reqFunc != nil {
reqFunc(c, req)
}
var rsp *Rsp
// 業(yè)務(wù)邏輯函數(shù)調(diào)用
if serviceFunc != nil {
rsp, err = serviceFunc(c, req)
} else if serviceOptFunc != nil {
rsp, err = serviceOptFunc(c, req, opts...)
} else {
panic("must set ServiceFunc or ServiceFuncOpt")
}
// 處理響應
ProcessRsp(c, rsp, err)
}
}這樣,現(xiàn)在一個接口基本上只需要一行代碼即可實現(xiàn)(不包括具體業(yè)務(wù)邏輯函數(shù)):
// 簡單請求,不需要認證
e.GET("/user/info/get", ginrest.Do(nil, GetUserInfo))
// 認證,綁定UID,處理
reqFunc := func(c *gin.Context, req *UpdateUserInfoReq) {
req.UID = GetUID(c)
} // 這里拆多一步是為了顯示第一個參數(shù)是ReqFunc
e.POST("/user/info/update", Verify, ginrest.Do(reqFunc, UpdateUserInfo))
代碼地址,實現(xiàn)了一個基于gin的RESTful風格模板。
對象池/緩存
Golang標準庫自帶了一個線程安全、高性能、還能夠根據(jù)對象熱度自動進行釋放的對象池sync.Pool,然而作為對象池,我們一般只會往里面放一種類型的對象,但sync.Pool里面的元素還是interface{}類型,因此我們可以簡單的封裝sync.Pool,讓它里面的元素有具體類型:
這里其實就是簡單的對象sync.Pool進行包裝,然后添加了一個ClearFunc()在回收對象的時候進行一些清理操作,比如說byte切片我們需要讓它的已用長度歸零(容量還是不變)。
// 創(chuàng)建新對象
type NewFunc[T any] func() T
// 清理對象
type ClearFunc[T any] func(T) T
type Pool[T any] struct {
p sync.Pool
clearFunc ClearFunc[T]
}
func New[T any](newFunc NewFunc[T], clearFunc ClearFunc[T]) *Pool[T] {
if newFunc == nil {
panic("must be provide NewFunc")
}
p := &Pool[T]{
clearFunc: clearFunc,
}
p.p.New = func() any {
return newFunc()
}
return p
}
// 獲取對象
func (p *Pool[T]) Get() T {
return p.p.Get().(T)
}
// 歸還對象
func (p *Pool[T]) Put(t T) {
if p.clearFunc != nil {
t = p.clearFunc(t)
}
p.p.Put(t)
}作為字節(jié)數(shù)組對象池使用:
newFunc := func() []byte {
return make([]byte, size, cap)
}
clearFunc := func(b []byte) []byte {
return b[:0]
}
p := New(newFunc, clearFunc)
bytes := p.Get() // 這里bytes類型是[]byte
p.Put(bytes)
對于緩存也是同理,目前大部分緩存庫的實現(xiàn)都是基于interface{}或者是byte[],但是我們還是更加喜歡直接操作具體類型,因此我們可以自己使用泛型實現(xiàn)(或改造)一個緩存庫。我自己也實現(xiàn)了一個泛型緩存策略庫,里面包含LRU、LFU、ARC、NearlyLRU、TinyLFU等緩存策略。
總結(jié)
可以看到,其實Golang泛型主要提供了一種代碼抽象、封裝的能力,讓我們能夠?qū)懗龈軓陀玫拇a,避免代碼到處拷貝,從而能夠提高代碼的可維護性,可讀性,還能從避免類型轉(zhuǎn)換中得到一點性能提升。
到此這篇關(guān)于詳解如何利用Golang泛型提高編碼效率的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang泛型內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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