深入理解Golang make和new的区别及实现原理

时间:2022-11-02 1个俗人人气:0

前言

在Go语言中，有两个比较雷同的内置函数，分别是new和make方法，二者都可以用来分配内存，那他们有什么区别呢？对于初学者可能会觉得有点迷惑，尤其是在掌握不牢固的时候经常遇到panic，下面我们就从底层来分析一下二者的不同。感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

new的使用

new可以对类型进行内存创建和初始化，其返回值是所创建类型的指针引用，这是与make函数的区别之一。我们通过一个示例代码看下：

func main() {
    var a *int
    fmt.Println(a) // nil
    *a = 123 //panic
    fmt.Println(a)
}

通过上面代码可以看出，当我们通过var声明一个变量后打印后输出nil，当我们给这个变量赋值的时候会报错：

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x1 addr=0x0 pc=0x10a9043]

综上可以总结出初始化一个指针变量，其值为nil，nil的值是不能直接赋值的。

既然我们知道了没有为其分配内存，那么我们使用new分配一个吧。代码修改后：

func main() {
    var a *int
	a = new(int)
    fmt.Printf("a type is :%T,a point value is :%v,a value is:%v,a size is: %v\n", a, a, *a, unsafe.Sizeof(a))
	//a type is :*int,a point value is :0xc00001a0a0,a value is:0,a size is: 8
    *a = 123
    fmt.Printf("a type is :%T,a point value is :%v,a value is:%v,a size is: %v\n", a, a, *a, unsafe.Sizeof(a))
    //a type is :*int,a point value is :0xc00001a0a0,a value is:123,a size is: 8
}

通过以上示例我们可以看到new其返回一个指向新分配的类型为int的指针，指针值为0xc00001a0a0，这个指针指向的内容的值为零（zero value）。通过new进行内存分配就可以对其进行赋值。

底层实现

new函数的签名如下：

func new(Type) *Type

Type是指变量的类型，可以看到new会根据变量类型返回一个指向该类型的指针。

底层调用的是runtime.newobject申请内存空间：

func newobject(typ *_type) unsafe.Pointer {
	return mallocgc(typ.size, typ, true)
}

通过调用mallocgc在堆上按照typ.size的大小申请内存，因此new只会为结构体申请一块内存空间，不会为结构体中的指针类型申请内存空间。

make的使用

make 函数也是用于内存分配的，但是和new不同，仅支持 slice、map、channel 三种数据类型的内存创建，其返回值是所创建类型的本身，而不是新的指针引用。

注意：这三种类型都是引用类型，所以没必要返回他们的指针了，必须得初始化，但是不是设置为零值。

我们通过一个示例看一下：

func test()  {
	var s *[]int
	fmt.Printf("s: %p %#v \n", &s, s) //s: 0xc00000e028 (*[]int)(nil)
	s = new([]int)
	fmt.Printf("s: %p %#v \n", &s, s) //s: 0xc00000e028 &[]int(nil)
	(*s)[0] = 8
	fmt.Printf("s: %p %#v \n", &s, s) //panic: runtime error: index out of range [0] with length 0
}

我们先用new进行初始化，会给引用类型初始化为nil，nil是不能直接赋值的。下面改为make。

func test()  {
	var s = make([]int, 5)
	fmt.Printf("s: %p %#v \n", &s, s) //s: 0xc00000c060 []int{0, 0, 0, 0, 0}
	s[0] = 8
	fmt.Printf("s: %p %#v \n", &s, s) //s: 0xc00000c060 []int{8, 0, 0, 0, 0}
}

通过以上示例输出我们可以看到，make不仅可以开辟一个内存，还能给这个内存的类型初始化其零值。同理，对于map、channel也是同样的效果。

底层实现

make函数的签名如下：

func make(t Type, size ...IntegerType) Type

可以看到make返回的是复合类型本身。

make在申请slice内存时，底层调用的是runtime.makeslice，

func makeslice(et *_type, len, cap int) unsafe.Pointer {
	mem, overflow := math.MulUintptr(et.size, uintptr(cap))
	if overflow || mem > maxAlloc || len < 0 || len > cap {
		mem, overflow := math.MulUintptr(et.size, uintptr(len))
		if overflow || mem > maxAlloc || len < 0 {
			panicmakeslicelen()
		}
		panicmakeslicecap()
	}

	return mallocgc(mem, et, true)
}

可以看到makeslice申请内存底层调用的也是mallocgc，首先通过MulUintptr根据容量cap乘以type.siz计算出所需要内存大小，然后再分配所需内存，make为map和channel申请内存底层分别是runtime.makemap_small，runtime.makechan，也是同样调用mallocgc。

总结

make和new都是golang用来分配内存的函数，且在堆上分配内存，make 即分配内存，也初始化内存。new只是将内存清零，并没有初始化内存。
make返回的还是引用类型本身；而new返回的是指向类型的指针。
make只能用来分配及初始化类型为slice，map，channel的数据；new可以分配任意类型的数据。

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