相对于C语言,golang是类型安全的语言。但是安全的代价就是性能的妥协。

下面我们看看Golang不想让我们看到的“秘密”——string的底层数据。

通过reflect包,我们可以知道,在Golang底层,string和slice其实都是struct:

其中Data是一个指针,指向实际的数据地址,Len表示数据长度。

但是,在string和[]byte转换过程中,Golang究竟悄悄帮我们做了什么,来达到安全的目的?

在Golang语言规范里面,string数据是禁止修改的,试图通过&s[0], &b[0]取得string和slice数据指针地址也是不能通过编译的。

下面,我们就通过Golang的“黑科技”来一窥Golang背后的“秘密”

以上4个函数的神奇之处在于,通过unsafe.Pointer和reflect.XXXHeader取到了数据首地址,并实现了string和[]byte的直接转换(这些操作在语言层面是禁止的)。

下面我们就通过这几个“黑科技”来测试一下语言底层的秘密:

结论如下:

1、string常量会在编译期分配到只读段,对应数据地址不可写入,并且相同的string常量不会重复存储。

2、fmt.Sprintf生成的字符串分配在堆上,对应数据地址可修改。

3、常量空字符串有数据地址,动态生成的字符串没有设置数据地址

4、Golang string和[]byte转换,会将数据复制到堆上,返回数据指向复制的数据

5、动态生成的字符串,即使内容一样,数据也是在不同的空间

6、只有动态生成的string,数据可以被黑科技修改

7、string和[]byte通过复制转换,性能损失接近4倍

补充:Golang 使用unsafe.Pointer优化byte[]与String转换性能

我们知道一般来说对于一个String

如果想要转换为byte[]都是通过类型转换语法来实现的:

这种方式是Go所推荐的,优点就是安全,尽管这种操作会发生内存拷贝,导致性能上会有所损耗,这在处理一般业务时这种损耗是可以忽略的。

但如果是拷贝频繁的情况下,想要进行性能优化时,就需要引入unsafe.Pointer了:

通过unsafe.Pointer伪造String的过程没有发生内存拷贝,所以效率上会比发生内存拷贝的类型转换快,但代价就是把底层数据暴露出来,这种做法是不安全的。

至于为什么Slice能通过这种方式和String转换

我们可以看下它们的底层结构SliceHeader和StringHeader :

两种类型只差了一个字段Cap(容量),前面剩余的字段都是内存对齐的,所以可以直接转换

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。