go语言接口布局图 go语言 接口

Go语言中恰到好处的内存对齐

在开始之前,希望你计算一下 Part1 共占用的大小是多少呢?

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输出结果:

这么一算, Part1 这一个结构体的占用内存大小为 1+4+1+8+1 = 15 个字节。相信有的小伙伴是这么算的,看上去也没什么毛病

真实情况是怎么样的呢?我们实际调用看看,如下:

输出结果:

最终输出为占用 32 个字节。这与前面所预期的结果完全不一样。这充分地说明了先前的计算方式是错误的。为什么呢?

在这里要提到 “内存对齐” 这一概念,才能够用正确的姿势去计算,接下来我们详细的讲讲它是什么

有的小伙伴可能会认为内存读取,就是一个简单的字节数组摆放

上图表示一个坑一个萝卜的内存读取方式。但实际上 CPU 并不会以一个一个字节去读取和写入内存。相反 CPU 读取内存是 一块一块读取 的,块的大小可以为 2、4、6、8、16 字节等大小。块大小我们称其为 内存访问粒度 。如下图:

在样例中,假设访问粒度为 4。 CPU 是以每 4 个字节大小的访问粒度去读取和写入内存的。这才是正确的姿势

另外作为一个工程师,你也很有必要学习这块知识点哦 :)

在上图中,假设从 Index 1 开始读取,将会出现很崩溃的问题。因为它的内存访问边界是不对齐的。因此 CPU 会做一些额外的处理工作。如下:

从上述流程可得出,不做 “内存对齐” 是一件有点 "麻烦" 的事。因为它会增加许多耗费时间的动作

而假设做了内存对齐,从 Index 0 开始读取 4 个字节,只需要读取一次,也不需要额外的运算。这显然高效很多,是标准的 空间换时间 做法

在不同平台上的编译器都有自己默认的 “对齐系数”,可通过预编译命令 #pragma pack(n) 进行变更,n 就是代指 “对齐系数”。一般来讲,我们常用的平台的系数如下:

另外要注意,不同硬件平台占用的大小和对齐值都可能是不一样的。因此本文的值不是唯一的,调试的时候需按本机的实际情况考虑

输出结果:

在 Go 中可以调用 unsafe.Alignof 来返回相应类型的对齐系数。通过观察输出结果,可得知基本都是 2^n ,最大也不会超过 8。这是因为我手提(64 位)编译器默认对齐系数是 8,因此最大值不会超过这个数

在上小节中,提到了结构体中的成员变量要做字节对齐。那么想当然身为最终结果的结构体,也是需要做字节对齐的

接下来我们一起分析一下,“它” 到底经历了些什么,影响了 “预期” 结果

在每个成员变量进行对齐后,根据规则 2,整个结构体本身也要进行字节对齐,因为可发现它可能并不是 2^n ,不是偶数倍。显然不符合对齐的规则

根据规则 2,可得出对齐值为 8。现在的偏移量为 25,不是 8 的整倍数。因此确定偏移量为 32。对结构体进行对齐

Part1 内存布局:axxx|bbbb|cxxx|xxxx|dddd|dddd|exxx|xxxx

通过本节的分析,可得知先前的 “推算” 为什么错误?

是因为实际内存管理并非 “一个萝卜一个坑” 的思想。而是一块一块。通过空间换时间(效率)的思想来完成这块读取、写入。另外也需要兼顾不同平台的内存操作情况

在上一小节,可得知根据成员变量的类型不同,其结构体的内存会产生对齐等动作。那假设字段顺序不同,会不会有什么变化呢?我们一起来试试吧 :-)

输出结果:

通过结果可以惊喜的发现,只是 “简单” 对成员变量的字段顺序进行改变,就改变了结构体占用大小

接下来我们一起剖析一下 Part2 ,看看它的内部到底和上一位之间有什么区别,才导致了这样的结果?

符合规则 2,不需要额外对齐

Part2 内存布局:ecax|bbbb|dddd|dddd

通过对比 Part1 和 Part2 的内存布局,你会发现两者有很大的不同。如下:

仔细一看, Part1 存在许多 Padding。显然它占据了不少空间,那么 Padding 是怎么出现的呢?

通过本文的介绍,可得知是由于不同类型导致需要进行字节对齐,以此保证内存的访问边界

那么也不难理解,为什么 调整结构体内成员变量的字段顺序 就能达到缩小结构体占用大小的疑问了,是因为巧妙地减少了 Padding 的存在。让它们更 “紧凑” 了。这一点对于加深 Go 的内存布局印象和大对象的优化非常有帮

【接口测试】Go语言进行简单的接口测试

在正常的测试中,当我们需要进行接口测试时,通常使用接口调试工具,如postman进行接口测试

目前我在尝试使用Go语言进行接口测试,使用的库均为Go自带的库。

注:当前采用的接口为时事新闻接口,每天可以请求100次,需要的同学,可以自行使用。

go语言接口在一个包里,其他的包想实现,怎么做啊?

在 Go 语言中,如果一个接口在一个包里,其他包要实现该接口,需要遵循下列步骤:

1. 定义接口:

假设接口定义在 `foo` 包中:

go

package foo

type MyInterface interface {

MyMethod() string

}

2. 实现接口:

定义一个新的类型 `Bar`,并为其实现 `foo.MyInterface` 接口:

go

package bar

import "your-package/foo"

type Bar struct {

// ...

}

func (b Bar) MyMethod() string {

// implement method

return "bar"

}

在这里,需要导入 `foo` 包,并定义一个 `Bar` 类型,为其实现 `foo.MyInterface` 接口,这样就完成了在不同包中实现接口的目标。

如果在其他包中使用 `Bar`,需要先导入 `bar` 包,然后声明 `Bar` 实例,并将其转换为 `foo.MyInterface`,然后就可以调用 `MyMethod` 方法了:

go

import "your-package/bar"

func main() {

var myInterface foo.MyInterface = new(bar.Bar)

myInterface.MyMethod()

}

在这里,我们定义了一个 `myInterface` 实例,将其类型声明为 `foo.MyInterface`,并将其初始化为 `new(bar.Bar)`。这允许我们调用 `MyMethod` 方法,这个方法实际上是由 `bar.Bar` 类型实现的。

总结起来,在其他包中使用其它包的接口,需要实现接口的包定义一个新的类型,并完成接口的实现,另一个使用接口的包需要导入实现包的路径,并将接口转换成实现类型。


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