Go与Java泛型原理简介

简介: 本文介绍了Go与Java泛型的实现原理。Go通过单态化为不同类型生成函数副本,提升运行效率;而Java则采用类型擦除,将泛型转为Object类型处理,保持兼容性但牺牲部分类型安全。两种机制各有优劣,适用于不同场景。

Go与Java泛型原理简介

本人从毕业后从事Java开发工作,大概从2021年下半年开始体验和学习Go语言 前几个月Go 1.18实现了泛型,好奇具体实现之余,发现Java的泛型原理自己也不明白,前段时间查阅了一下,还是想记录下来,就有了这篇博客

Go泛型原理

虚拟方法表(Virtual Method Table)

泛型函数被修改成只接受指针作为参数的方式。然后,这些值被分配到堆上,这些值的指针被传递给泛型函数。这样做是因为指针看起来总是一样的,不管它指向的是什么类型。 如果这些值是对象,该函数只有一个指向对象的指针,不知道它们的方法在哪里。因此,它需要一个可以查询方法的内存地址的表格:Virtual Method Table。推导这些指针和调用虚拟函数要比直接调用函数慢,而且使用 Virtual Method Table 会阻止编译器进行优化。

单态化(Monomorphization)

就像蜡印一样。如果泛型规定的类型都是基本类型,编译器为每个被调用的数据类型生成一个泛型函数的副本。

r

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代码解读

复制代码

func max[T Numeric](a, b T) T {
    // ...
}

larger := max(3, 5)

经过单态化后

go

体验AI代码助手

代码解读

复制代码

func maxInt(a, b int) int {
    // ...
}

larger := maxInt(3, 5)

最大的优势是,Monomorphization 带来的运行时性能明显好于使用 Virtual Method Table。直接方法调用不仅更有效率,而且还能适用整个编译器的优化链。不过,这样做的代价是编译时长,为所有相关类型生成泛型函数的副本是非常耗时的。

go使用混合模式

Go 使用单态化,但试图减少需要生成的函数副本的数量。它不是为每个类型创建一个副本,而是为内存中的每个布局生成一个副本:int、float64、Node 和其他所谓的 "值类型" 在内存中看起来都不一样,因此泛型函数将为所有这些类型复制副本。

与值类型相反,指针和接口在内存中总是有相同的布局。编译器将为指针和接口的调用生成一个泛型函数的副本。就像 Virtual Method Table 一样,泛型函数接收指针,因此需要一个表来动态地查找方法地址。在 Go 实现中的字典与虚拟方法表的性能特点相同。

Java泛型原理--类型擦除

并不是真正的泛型,所有的泛型类型都会被处理成Object类型。泛型信息对 Java 编译器可以见,对 Java 虚拟机不可见。如果是有继承关系,则会多一个桥接方法,如下:

arduino

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代码解读

复制代码

public int compareTo(User user) {
	return name.compareTo(user.name);
}

 // 桥接方法
public volatile int compareTo(Object obj) {
	return compareTo((User)obj);
}


转载来源:https://juejin.cn/post/7340896627019743268

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