http://blog.csdn.net/vipally/article/details/52940119
相對于C語言，golang是類型安全的語言。但是安全的代價就是性能的妥協(xié)。
下面我們通過Golang中的“黑科技”來一窺Golang不想讓我們看到的“秘密”——string的底層數(shù)據(jù)。
通過reflect包，我們可以知道，在Golang底層，string和slice其實都是struct：
type SliceHeader struct {
Data uintptr
Len int
Cap int
}
type StringHeader struct {
Data uintptr
Len int
}
其中Data是一個指針，指向?qū)嶋H的數(shù)據(jù)地址，Len表示數(shù)據(jù)長度。
但是，在string和[]byte轉(zhuǎn)換過程中，Golang究竟悄悄幫我們做了什么，來達到安全的目的？
在Golang語言規(guī)范里面，string數(shù)據(jù)是禁止修改的，試圖通過&s[0], &b[0]取得string和slice數(shù)據(jù)指針地址也是不能通過編譯的。
下面，我們就通過Golang的“黑科技”來一窺Golang背后的“秘密”。
func StringBytes(s string) Bytes {
return *(*Bytes)(unsafe.Pointer(&s))
}
func BytesString(b []byte) String {
return *(*String)(unsafe.Pointer(&b))
}
func StringPointer(s string) unsafe.Pointer {
p := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s))
return unsafe.Pointer(p.Data)
}
func BytesPointer(b []byte) unsafe.Pointer {
p := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&b))
return unsafe.Pointer(p.Data)
}
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以上4個函數(shù)的神奇之處在于，通過unsafe.Pointer和reflect.XXXHeader取到了數(shù)據(jù)首地址，并實現(xiàn)了string和[]byte的直接轉(zhuǎn)換（這些操作在語言層面是禁止的）。
下面我們就通過這幾個“黑科技”來測試一下語言底層的秘密：
func TestPointer(t *testing.T) {
s := []string{
"",
"",
"hello",
"hello",
fmt.Sprintf(""),
fmt.Sprintf(""),
fmt.Sprintf("hello"),
fmt.Sprintf("hello"),
}
fmt.Println("String to bytes:")
for i, v := range s {
b := unsafe.StringBytes(v)
b2 := []byte(v)
if b.Writeable() {
b[0] = 'x'
}
fmt.Printf("%d\ts=%5s\tptr(v)=%-12v\tptr(StringBytes(v)=%-12v\tptr([]byte(v)=%-12v\n",
i, v, unsafe.StringPointer(v), b.Pointer(), unsafe.BytesPointer(b2))
}
b := [][]byte{
[]byte{},
[]byte{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'},
}
fmt.Println("Bytes to string:")
for i, v := range b {
s1 := unsafe.BytesString(v)
s2 := string(v)
fmt.Printf("%d\ts=%5s\tptr(v)=%-12v\tptr(StringBytes(v)=%-12v\tptr(string(v)=%-12v\n",
i, s1, unsafe.BytesPointer(v), s1.Pointer(), unsafe.StringPointer(s2))
}
}
const N = 3000000
func Benchmark_Normal(b *testing.B) {
for i := 1; i < N; i++ {
s := fmt.Sprintf("12345678901234567890123456789012345678901234567890")
bb := []byte(s)
bb[0] = 'x'
s = string(bb)
s = s
}
}
func Benchmark_Direct(b *testing.B) {
for i := 1; i < N; i++ {
s := fmt.Sprintf("12345678901234567890123456789012345678901234567890")
bb := unsafe.StringBytes(s)
bb[0] = 'x'
s = s
}
}
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結(jié)論如下：
1.string常量會在編譯期分配到只讀段，對應數(shù)據(jù)地址不可寫入，并且相同的string常量不會重復存儲。
2.fmt.Sprintf生成的字符串分配在堆上，對應數(shù)據(jù)地址可修改。
3.常量空字符串有數(shù)據(jù)地址，動態(tài)生成的字符串沒有設置數(shù)據(jù)地址
4.Golang string和[]byte轉(zhuǎn)換,會將數(shù)據(jù)復制到堆上，返回數(shù)據(jù)指向復制的數(shù)據(jù)
5.動態(tài)生成的字符串，即使內(nèi)容一樣，數(shù)據(jù)也是在不同的空間
6.只有動態(tài)生成的string，數(shù)據(jù)可以被黑科技修改
8.string和[]byte通過復制轉(zhuǎn)換，性能損失接近4倍
我將測試代碼放在這里，歡迎參考：
https://github.com/vipally/gx/blob/master/unsafe/string_test.go
參考資料：
[1] Go語言黑魔法 http://studygolang.com/articles/2909
posted on 2017-05-04 10:32
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Golang