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深度探索 Go 对象模型（三）

2023-07-11 104
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简介： 深度探索 Go 对象模型（三）

理论验证

下面我们还是通过测试代码来验证我们的理论，我们自己定义底层的相关类型，然后通过强制类型转换，来尝试解析interface变量中的数据：

type Iface struct {
  Tab *Itab
  Data unsafe.Pointer
}
type Itab struct {
  Inter uintptr
  Type uintptr
  Hash uint32
  _ [4]byte
  Fun [1]uintptr
}
type Eface struct {
  Type uintptr
  Data unsafe.Pointer
}
func TestInterface(t *testing.T) {
  var (
    p    Point
    nilP interface{}
  )
  point := &point3d{X: 1, Y: 2, Z: 3}
  nilP = point
  fmt.Printf("eface size:%v\n", unsafe.Sizeof(nilP))
  eface := (*face.Eface)(unsafe.Pointer(&nilP))
  spew.Dump(eface.Type)
  spew.Dump(eface.Data)
  fmt.Printf("eface offset: eface._type = %v, eface.data = %v\n\n",
    unsafe.Offsetof(eface.Type), unsafe.Offsetof(eface.Data))
  p = point
  fmt.Printf("point size:%v\n", unsafe.Sizeof(p))
  iface := (*face.Iface)(unsafe.Pointer(&p))
  spew.Dump(iface.Tab)
  spew.Dump(iface.Data)
  fmt.Printf("Iface offset: iface.tab = %v, iface.data = %v\n\n",
    unsafe.Offsetof(iface.Tab), unsafe.Offsetof(iface.Data))
}

执行程序输出为：

$ go test -v -run TestInterface
=== RUN   TestInterface
eface size:16
(uintptr) 0x111f2c0
(unsafe.Pointer) 0xc00008e250
eface offset: eface._type = 0, eface.data = 8
point size:16
(*face.Itab)(0x116ec40)({
 Inter: (uintptr) 0x1122680,
 Type: (uintptr) 0x111f2c0,
 Hash: (uint32) 960374823,
 _: ([4]uint8) (len=4 cap=4) {
  00000000  00 00 00 00                                       |....|
 },
 Fun: ([1]uintptr) (len=1 cap=1) {
  (uintptr) 0x10fce20
 }
})
(unsafe.Pointer) 0xc00008e250
Iface offset: iface.tab = 0, iface.data = 8

下面我们再通过汇编代码看下，赋值操作做了什么？

type Point interface {
  Println()
}
type point3d struct {
  X, Y, Z float32
}
func (p *point3d) Println() {
  fmt.Printf("%v,%v,%v\n", p.X, p.Y, p.Z)
}
func main() {
  point := point3d{X: 1, Y: 2, Z: 3} // L18
  var (
    nilP interface{}   // L20
    p    Point        // L21
  )
  nilP = &point         // L23
  p = &point            // L24
  fmt.Println(nilP, p) 
}

通过 go tool 查看汇编代码如下：

TEXT main.main(SB) /Users/cyningsun/Documents/go/src/github.com/cyningsun/go-test/20200102-inside-golang-object-model/main/build.go
  build.go:17 0x1094de0 65488b0c2530000000      MOVQ GS:0x30, CX
  build.go:17 0x1094de9 488d4424b0              LEAQ -0x50(SP), AX
  build.go:17 0x1094dee 483b4110                CMPQ 0x10(CX), AX
  build.go:17 0x1094df2 0f86b9010000            JBE 0x1094fb1
  build.go:17 0x1094df8 4881ecd0000000          SUBQ $0xd0, SP
  build.go:17 0x1094dff 4889ac24c8000000        MOVQ BP, 0xc8(SP)
  build.go:17 0x1094e07 488dac24c8000000        LEAQ 0xc8(SP), BP
  build.go:18 0x1094e0f 488d05ea1e0200          LEAQ type.*+137216(SB), AX   // point := point3d{X: 1, Y: 2, Z: 3}
  build.go:18 0x1094e16 48890424                MOVQ AX, 0(SP)
  build.go:18 0x1094e1a e81160f7ff              CALL runtime.newobject(SB)
  build.go:18 0x1094e1f 488b442408              MOVQ 0x8(SP), AX
  build.go:18 0x1094e24 4889442458              MOVQ AX, 0x58(SP)
  build.go:18 0x1094e29 0f57c0                  XORPS X0, X0
  build.go:18 0x1094e2c f30f11442434            MOVSS X0, 0x34(SP)
  build.go:18 0x1094e32 f30f11442438            MOVSS X0, 0x38(SP)
  build.go:18 0x1094e38 f30f1144243c            MOVSS X0, 0x3c(SP)
  build.go:18 0x1094e3e f30f1005a6b80400        MOVSS $f32.3f800000(SB), X0
  build.go:18 0x1094e46 f30f11442434            MOVSS X0, 0x34(SP)
  build.go:18 0x1094e4c f30f100d9cb80400        MOVSS $f32.40000000(SB), X1
  build.go:18 0x1094e54 f30f114c2438            MOVSS X1, 0x38(SP)  
  build.go:18 0x1094e5a f30f101592b80400        MOVSS $f32.40400000(SB), X2
  build.go:18 0x1094e62 f30f1154243c            MOVSS X2, 0x3c(SP)  
  build.go:18 0x1094e68 488b442458              MOVQ 0x58(SP), AX 
  build.go:18 0x1094e6d f30f1100                MOVSS X0, 0(AX) 
  build.go:18 0x1094e71 f30f114804              MOVSS X1, 0x4(AX) 
  build.go:18 0x1094e76 f30f115008              MOVSS X2, 0x8(AX) 
  build.go:20 0x1094e7b 0f57c0                  XORPS X0, X0 // nilP interface{}  
  build.go:20 0x1094e7e 0f11442470              MOVUPS X0, 0x70(SP)// nilP 开始地址为0x70  
  build.go:21 0x1094e83 0f57c0                  XORPS X0, X0 // p Point 
  build.go:21 0x1094e86 0f11442460              MOVUPS X0, 0x60(SP) 
  build.go:23 0x1094e8b 488b442458              MOVQ 0x58(SP), AX // nilP = &point  ；0x58(SP) 为 point 的地址 
  build.go:23 0x1094e90 4889442448              MOVQ AX, 0x48(SP) // SP 指向 point 地址 
  build.go:23 0x1094e95 488d0da4860100          LEAQ type.*+98368(SB), CX // ；从内存加载 Point类型地址 到 CX 寄存器
  build.go:23 0x1094e9c 48894c2470              MOVQ CX, 0x70(SP) // ；将 Point类型地址（8字节） 保存到 0x70（即eface._type） 
  build.go:23 0x1094ea1 4889442478              MOVQ AX, 0x78(SP) // ；将 point 对象地址（8字节） 保存到 0x78（即eface.data）
  build.go:24 0x1094ea6 488b442458              MOVQ 0x58(SP), AX // p = &point 
  build.go:24 0x1094eab 4889442448              MOVQ AX, 0x48(SP) // ；SP 指向 point 地址
  build.go:24 0x1094eb0 488d0d09d50400          LEAQ go.itab.*main.point3d,main.Point(SB), CX // ；从内存加载 Point类型 itab 地址 到 CX 寄存器
  build.go:24 0x1094eb7 48894c2460              MOVQ CX, 0x60(SP) // ；将 Point类型地址（8字节） 保存到 0x70（即iface.tab） 
  build.go:24 0x1094ebc 4889442468              MOVQ AX, 0x68(SP) // ；将 point 对象地址（8字节） 保存到 0x78（即iface.data） 
  build.go:25 0x1094ec1 488b442468              MOVQ 0x68(SP), AX // fmt.Println(nilP, p) 
  ...

事实正如理论一般，在编译阶段，赋值命令被转化为类型信息和对象指针的拷贝，保存下来执行期转换所需要的一切信息。

综述

从底层代码和汇编出发，分析 struct 和 interface 的 对象模型，理清了Go 语言高级特性的底层机制。再去学习反射等表层细节，事半功倍。

参考链接：

源代码：https://github.com/cyningsun/go-test

本文作者 ： cyningsun

本文地址 ： https://www.cyningsun.com/01-12-2020/inside-the-go-object-model.html

版权声明 ：本博客所有文章除特别声明外，均采用 CC BY-NC-ND 3.0 CN 许可协议。转载请注明出处！

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文章标签：
Go
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关键词：
Go模型
Go对象
Go对象模型
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