快捷導(dǎo)航

Go底層之string和[]byte相互轉(zhuǎn)換原理分析

更新時間：2025年06月26日 08:36:23 作者：在成都搬磚的鴨鴨

這篇文章主要介紹了Go底層之string和[]byte相互轉(zhuǎn)換原理,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

背景

在寫go代碼的過程中，我們會經(jīng)常遇到字節(jié)數(shù)組([]byte)和字符串(string)的轉(zhuǎn)換，比如將[]byte轉(zhuǎn)換為string：string(b)；

將string轉(zhuǎn)換為[]byte：[]byte(s)，這種轉(zhuǎn)換并不是無損耗的，在數(shù)據(jù)量大的時候會在堆上申請一塊新的內(nèi)存去存儲轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)，要對性能有要求的情況下就要考慮避免這種轉(zhuǎn)換，接下來我們來看一下源碼實現(xiàn)。

Go版本

$ go version
go version go1.21.4 windows/386

源碼解釋

【1】string轉(zhuǎn)[]byte

[]byte(s)這種轉(zhuǎn)換方式實際上用了標(biāo)準(zhǔn)庫中的stringtoslicebyte函數(shù)，文件路徑：src/runtime/string.go

func stringtoslicebyte(buf *tmpBuf, s string) []byte {
	var b []byte //定義一個字節(jié)數(shù)組
	if buf != nil && len(s) <= len(buf) { //臨時buf足夠就使用臨時buf作為返回的字節(jié)數(shù)組
		*buf = tmpBuf{}
		b = buf[:len(s)]
	} else {  //臨時buf不夠就申請一塊空間作為返回的字節(jié)數(shù)組
		b = rawbyteslice(len(s))
	}
	copy(b, s) //將字符串底層數(shù)組的內(nèi)容拷貝到字節(jié)數(shù)組中
	return b //返回字節(jié)數(shù)組
}

這種轉(zhuǎn)換方式將字符串底層數(shù)組的內(nèi)容拷貝到另一塊空間再返回，因為使用了新的空間地址并且涉及到了拷貝，是有一定性能損耗的。

也有方法直接將字符串的底層數(shù)組作為字節(jié)數(shù)組返回，不使用額外的內(nèi)存空間和拷貝，但是這個操作比較危險，一旦修改字節(jié)數(shù)組的內(nèi)容就會影響到字符串底層數(shù)組的內(nèi)容，而字符串是不允許修改的。

【2】[]byte轉(zhuǎn)string

string(b)這種轉(zhuǎn)換方式用了標(biāo)準(zhǔn)庫中的slicebytetostring函數(shù)，文件路徑：src/runtime/string.go

func slicebytetostring(buf *tmpBuf, ptr *byte, n int) string {
	if n == 0 { //字節(jié)長度為0時，返回空字符串
		return ""
	}
	
	if n == 1 { //字節(jié)長度為1時
		p := unsafe.Pointer(&staticuint64s[*ptr]) //得到指向字節(jié)數(shù)組地址對應(yīng)的int64的值
		if goarch.BigEndian { //是否為大端字節(jié)序
			p = add(p, 7) //指針后移7字節(jié)
		}
		return unsafe.String((*byte)(p), 1) //返回單字節(jié)字符串
	}

	var p unsafe.Pointer
	if buf != nil && n <= len(buf) { //字節(jié)數(shù)組長度小于臨時buf長度直接使用臨時buf作為字符串底層數(shù)組
		p = unsafe.Pointer(buf)
	} else { //字節(jié)數(shù)組長度大于臨時buf長度在堆上新申請一塊空間
		p = mallocgc(uintptr(n), nil, false)
	}
	memmove(p, unsafe.Pointer(ptr), uintptr(n)) //將字節(jié)數(shù)組內(nèi)容拷貝到新的地址p上
	return unsafe.String((*byte)(p), n) //轉(zhuǎn)換為string類型返回
}

這種轉(zhuǎn)換方式將字節(jié)數(shù)組的內(nèi)容拷貝到一個新的地址上做為字符串的底層數(shù)組，因為涉及到新的地址空間的申請和拷貝，所以是有一定開銷的。

標(biāo)準(zhǔn)庫也提供了直接將要轉(zhuǎn)換的字節(jié)數(shù)組作為字符串底層數(shù)組的方法，slicebytetostringtmp：

func slicebytetostringtmp(ptr *byte, n int) string {
	if raceenabled && n > 0 {
		racereadrangepc(unsafe.Pointer(ptr),
			uintptr(n),
			getcallerpc(),
			abi.FuncPCABIInternal(slicebytetostringtmp))
	}
	if msanenabled && n > 0 {
		msanread(unsafe.Pointer(ptr), uintptr(n))
	}
	if asanenabled && n > 0 {
		asanread(unsafe.Pointer(ptr), uintptr(n))
	}
	return unsafe.String(ptr, n) //直接使用要轉(zhuǎn)換的字節(jié)數(shù)組作為底層數(shù)組
}

同樣如果修改了字節(jié)數(shù)組的內(nèi)容，字符串也會被影響，不推薦使用。

總結(jié)

字符串和字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換雖然很簡單，但是會帶來一定的開銷，當(dāng)然并不是就不能使用這種轉(zhuǎn)換方式，最主要還是根據(jù)我們的業(yè)務(wù)場景去使用，大部分業(yè)務(wù)場景性能要求并不是在這，但是我們也要盡量避免頻繁的進(jìn)行字符串和字節(jié)數(shù)組的相互轉(zhuǎn)換。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

您可能感興趣的文章: