Slice、Map 和 Channel 那些事儿

说在前面

我是加入字节之后才开始学习使用 Golang 的，在学习和应用这门语言的过程中，踩过很多坑，但是踩坑的同时也学习到了很多有用的知识和技巧。通过不断沉淀这些知识和技巧，我们能够更叫高效和保证质量的完成业务代码，避免造成不必要的损失。

建议大家都先去看一下 50 Shades of Go，里面涉及了 Golang 开发初期最容易踩得 50 个坑。

slice

slice 与 array 的区别

讲到 slice，一定会与 array 做一个对比，那么两者的区别是什么呢，其实最浅层的区别就是，slice 是可以变长的而 array 是定长的，这是由于两者的底层数据结构决定的：

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len int
    cap int
}

slice 在空间不足的情况下，再 append，会发生扩容新建一个 newSlice，在空间扩展之后，通过 copy，将原有的 slice 拷贝到新的 newSlice 中。因此，扩容时，还会有一个内存地址变化。如果将 slice 作为函数参数，并且在函数中修改 slice 的话，如果没有发生扩容，函数内的修改会更改函数外的源 slice，而如果在方法内部发生扩容的话，修改会发生在新的内存中，函数外的源 slice 不会受到影响。

而 array 需要在初始化的时候指明长度，并且这个长度是不可改变的，是 array 的类型中的组成部分。

除此之外两者还有一个重要的区别，在函数参数中进行值传递时，slice 传的是指针的地址，而 array 会发生拷贝，所以在传递函数参数时注意一定不要传一个大 array，会十分消耗资源。

Slice 使用姿势

上面说到 Slice 的一个特点就是可以自动扩容，那么他是怎么进行扩容的呢？

• 当 cap < 1024 时，每次扩容容量 * 2
• 当 cap >= 1024 时，每次扩容容量 *1.25

所以如果我们的 Slice 可以预知将会有比较大的容量时，提前分配容量大小可以节约大量的扩容时间，提升性能。此外，如果使用的 Slice 容量是提前知道的话，直接使用 index 赋值会比 append 性能更高。

slice json marshal 的小坑

如果使用 var x []Type 初始化 slice，json marshal 之后的值会是 nil

如果使用 []Type{} 或 make([]Type) 初始化 slice，json marshal 之后返回的值会是 []

Bounds Checking Elimination

在对数组进行循环访问时，由于每次循环都会检查数组越界，会影响一定的性能，所以可以使用 bce 来优化性能

func normal(s []int) {
    i := 0
    i += s[0]
    i += s[1]
    i += s[2]
    i += s[3]
    println(i)
}

func bce(s []int) {
    _ = s[3]
    i := 0
    i += s[0]
    i += s[1]
    i += s[2]
    i += s[3]
    println(i)
}

bce 性能更加的原因在于使编译器提前优化，减少了数组越界的检查

map

map 也是我们常用的数据结构，比较特别的一点是 Golang 中没有 set 这个数据结构，如果我们需要使用 set 的话，需要使用 map[interface{}]struct{} 来实现。需要注意的一点是 Golang 中的 map 不是一个线程安全的数据结构，其数据结构如下：


map 的内部使用 buckets 来存储 hash 后的数据，map 实际上的值是一个指针，如果函数传参使用 map 其实传的是这个 map 的指针，所以在函数中修改 map 会修改到函数外源 map 的值，此时，如果有多个地方使用了这个 map，全部都会受到影响，这个需要十分注意，如果对 map 产生了并发写入，会直接抛出 fatal，不会被 recover(）捕获。

另外还有一点需要注意的就是如果删除了 map 中的 key，这个 map 并不会自动缩容，如果需要缩容的话可以让这个 map = make（新 map, 缩容后长度）)，然后将剩余的值赋给新 map。

channel

最重要的一点就是 channel 是有锁的，是有锁的，是有锁的，重要的事情说三遍，所以所谓的用 channel 实现代码从而减少锁的使用是一个伪命题。channel 的数据结构如下：

可以看出来其底层其实是一个 ringbuffer，而 channel 放在 Golang 的 runtime 包里最重要的意义在于 channel 可以直接触发 goroutine 的调度，提高 cpu 的利用率。而由于其底层其实是有锁的，所以 channel 其实不适合用于高并发高性能编程的场景。

buffered channel 与 unbufferd channel

两者最主要的区别如下：

• buffered channel 会发生两次 copy
• unbuffered channel 只会发生一次 copy