/ Go 语言 make 和 new 对比及使用指南 /
make 和 new 是 Go 语言中非常重要的两个内置函数,用于内存分配和对象初始化。合理正确使用 make 和 new 是 Go 语言开发的基础技能。
本文将全面介绍 make 和 new 的各方面知识,内容涵盖:
- new 和 make 函数介绍
- new 和 make 的区别
- new 函数的实现原理
- make 函数的实现原理
- make 初始化切片
- make 初始化 map
- make 初始化 channel
- new 和 make 的性能比较
- new 和 make 的使用指南
- 示例代码
- 最佳实践
通过详细的概念讲解、源码解析和大量示例,可以全面深入地掌握 Go 语言中 new 和 make 的用法和实现原理,运用自如。
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1. new 和 make 函数介绍
new 和 make 都是 Go 语言中用于内存分配和初始化的内置函数:
- new 主要用来分配基本类型、数组、结构体等类型的内存空间,返回指向这些空间的指针
- make 主要用来分配切片、map、channel 等内置引用类型并初始化,返回引用类型本身
new 和 make 的函数签名:
func new(Type) *Type func make(Type, size ...) Type
new 返回指针,而 make 返回引用类型本身。
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2. new 和 make 的区别
尽管两者都用于内存分配,但新 new 和 make 有以下关键区别:
- new 返回指针,make 返回引用类型
- new 没有参数,make 需要指定类型
- make 返回初始化后可以直接使用的对象,new 返回还需要初始化的指针
- make 只用于 slice、map、channel 等内置引用类型,new 可用于任意类型
一般来说,所有内置引用类型优先使用 make 进行初始化。
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3. new 函数实现原理
new 函数的作用很简单,就是分配内存,并返回该内存空间地址的指针。
new 函数源码实现如下:
func new(Type) *Type { return &Type{} }
这个过程对应的 runtime 底层实现:
- 调用 mallocgc 分配一段内存
- 将这段内存空间清零
- 返回这段内存的指针
以 new 一个 int 指针为例:
p := new(int)
对应的汇编实现:
这个过程对应的 runtime 底层实现: 调用 mallocgc 分配一段内存 将这段内存空间清零 返回这段内存的指针 以 new 一个 int 指针为例: p := new(int) 对应的汇编实现:
new 直接返回内存指针,对应的对象还需要进一步初始化才能使用。
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4. make 函数实现原理
make 函数将 slices、maps 和 channels 等引用类型初始化之后返回引用:
make([]int, 100, 200) make(map[string]int) make(chan int)
make 的实现原理是:
- 根据参数申请对应大小的内存
- 对内存进行必要的初始化
- 返回类型的引用
初始化的工作包括:
- 切片:初始化相关字段,如 ptr、len、cap 等
- map:创建散列数组、桶数组等数据结构
- channel:创建环形缓冲区
make 返回的引用可以直接使用,无需再初始化。
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5. 切片 make 实现
切片在 make 时其实是创建了一个 slice 对象:
type slice struct { array *int len int cap int }
切片 make 的要点是计算切片容量 cap 的分配原则:
- 如果指定了容量 cap,直接使用该值
- 仅指定 len,则 cap=len
- 如果两者都没指定,容量cap 取默认值
这样可以很灵活地控制切片容量。
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6. map make 实现
make 初始化 map 整体实现步骤:
- 根据容量估算需要的 bucket 数
- 分配连续内存块作为 bucket 数组
- 初始化 bucket 内存空间
- 安装扩容因子、阈值等字段
- 返回 map 引用
举个例子:
m := make(map[string]int, 100)
根据传入的容量 100 估算 bucket 数,初始化 bucket 数组,然后返回一个可以直接使用的 map 引用。
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7. channel make 实现
make 初始化 channel 的核心是创建一个环形缓冲区:
// 分配缓冲区内存空间 buf := make([]Type, cap) // 初始化读写指针 c.sendx = 0 c.recvx = 0 c.recvq = nil c.sendq = nil ... // 返回channel return c
这样在 make 之后 channel 可以直接发送和接收数据。
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8. new 和 make 性能比较
new 和 make 在性能上的区别主要如下:
- new 分配内存比较快,但是不会进行初始化
- make 需要初始化,相对比较慢
但是 make 返回的对象可以直接使用,总体上性能更好。
此外,new/make 分配小对象时采用对象池技术,可以提高分配效率。
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9. 使用指南
综合上面的分析,使用 new 和 make 的一些原则:
- new 用于值类型和用户定义的类型,如数组、结构体
- make 用于内置引用类型,如切片、map、channel
一个简单的区分记忆法则是:
- new 给类型本身分配内存
- make 从类型生成对象
日常使用中,对内置引用类型要优先考虑使用 make 进行初始化。
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10. 示例代码
下面示例代码演示 make/new 的基本用法:
new 一个指针:
p := new(int) *p = 123 // 初始化后使用
make 一个切片:
s := make([]int, 0) s = append(s, 1) // 直接使用
make 一个带 cap 的 map:
m := make(map[string]int, 100) m["a"] = 1 // 直接使用
make 一个带缓冲 channel:
c := make(chan int, 10) c <- 1 // 直接发送
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11. 最佳实践
基于上面的讲解,总结一些使用 make 和 new 的最佳实践:
- 优先为内置引用类型使用 make 初始化
- 新建值类型较多的结构体或数组时选用 new
- 需要指针对象才使用 new
- 根据类型特点和场景选择最优方案
- 注意复用对象减少内存分配次数
比如缓冲 channel 等引用类型使用 make,大批结构体使用 new 会更好。
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总结
通过这篇全面详细的文章,包括概念讲解、实现原理、使用指南、示例代码等内容,可以深刻理解 Go 语言中 make 和 new 的区别与用法,掌握它们的设计思想,熟练应用。
