golang:关于interface{}==nil 的坑及原理分析

先看一个demo

package main

import "fmt"
type TestStruct struct{}

var ts *TestStruct
func getTestStruct() interface{} {
  fmt.Println(ts == nil)
  return ts
}
func main() {
  buf := getTestStruct()
  fmt.Println(buf == nil)
}

输出结果：

true
false

为什么不是true,true?

对于这个问题需要理解interface的本质，对于无方法的interface，也叫空接口，go内部通过eface结构体定义实现，位于src/runtime/runtime2.go

type eface struct{
    _type *_type //类型信息指针
    data  unsafe.Pointer //数据信息指针
}

可以看到上面eface包含了2个元素，一个是_type，指向对象的类型信息，一个 data，指向数据的指针。

所以原因显而易见了，就是因为代码中的ts返回时候，只是把eface的data赋值了，但是eface不为nil。

再深入一层，看下_type的定义，位于src/runtime/type.go

type _type struct {
  size       uintptr // 数据类型共占用的空间大小
  ptrdata    uintptr // 含有所有指针类型前缀大小
  hash       uint32  // 类型hash值
  tflag      tflag  // 额外类型信息标志
  align      uint8  // 该类型变量对齐方式
  fieldAlign uint8  // 该类型结构字段对齐方式  
  kind       uint8  // 类型编号
  equal func(unsafe.Pointer, unsafe.Pointer) bool //判断类型是否一致的函数
  // gcdata stores the GC type data for the garbage collector.
  // If the KindGCProg bit is set in kind, gcdata is a GC program.
  // Otherwise it is a ptrmask bitmap. See mbitmap.go for details.
  gcdata    *byte  // gc数据
  str       nameOff  //类型名字的偏移
  ptrToThis typeOff
}

但是每个类型需要的类型描叙是不一样的，比如chan，slice，除了本身外，还需要描述其元素类型等

type arraytype struct {
  typ   _type
  elem  *_type
  slice *_type
  len   uintptr
}

type chantype struct {
  typ  _type
  elem *_type
  dir  uintptr
}

type slicetype struct {
  typ  _type
  elem *_type
}

type functype struct {
  typ      _type
  inCount  uint16
  outCount uint16
}

type ptrtype struct {
  typ  _type
  elem *_type
}

type structtype struct {
  typ     _type
  pkgPath name
  fields  []structfield
}

可以发现，上面的类型信息，第一个都是_type,然后后面是一堆额外信息；在进行类型操作的时候，通过第一个_type表述类型，然后通过_type.kind解析出具体的类型，然后通过地址转化，得到完整的type。

如何解决true，flase的问题？

1. 返回具体的类型，而不是返回interface

package main

import "fmt"
type TestStruct struct{}

var ts *TestStruct
func getTestStruct() *TestStruct {
  fmt.Println(ts == nil)
  return ts
}
func main() {
  buf := getTestStruct()
  fmt.Println(buf == nil)
}

2. 返回结果时进行非nil检查，然后再赋值给interface{}变量

package main

import "fmt"
type TestStruct struct{}

var ts *TestStruct
func getTestStruct() interface{} {
  fmt.Println(ts == nil)
  if ts == nil{
    return nil
  }
  return ts
}
func main() {
  buf := getTestStruct()
  fmt.Println(buf == nil)
}

拓展一下interface

interface还存在一种非空接口

// runtime/runtime2.go
type iface struct {
    tab  *itab
    data unsafe.Pointer //指向原始数据指针
}

itab是接口的核心，发音为i-table，源于c语言中组成接口的Itab;

type itab struct {
  inter *interfacetype
  _type *_type
  hash  uint32 // copy of _type.hash. Used for type switches.
  _     [4]byte
  fun   [1]uintptr // variable sized. fun[0]==0 means _type does not implement inter.
}

其中_type字段代表接口存储的动态类型，inter代表接口本身的类型，是对_type的简单包装

type interfacetype struct {
  typ     _type
  pkgpath name // 接口所在的包名
  mhdr    []imethod // 接口中暴露的方法在最终可执行文件中的名字和类型的偏移量
}

而itab中的hash是对_type类型中hash的拷贝，在接口类型断言时，该字段快速判断接口动态类型与具体类型_type是否一致；一个空的_4字节用于内存对齐，最后的fun字段代表接口动态类型中的函数指针列表，用于运行时接口调用动态函数。

大概图示如下

interface内存

很容易理解，data存储的数据是指针，数据可以很大，也可以很小，难以预料。所以平时分配在栈中的值一旦赋值给接口后，会发生内存逃逸，在堆区为其开辟内存。