GoLang nil与interface的空指针深入分析

时间:2022-12-23 alwaysrun 人气:0

nil

Go中，每个指针都有2个基本信息，指针的类型和指针的值(type,value)；当执行==时，需要比较类型与值（只有类型与值都相等时，才会相等）。

nil并不是Go语言的关键字或者保留字，而是一个预定义好的标识符：

nil之间不能比较：nil==nil是不允许的，会抛出operator == not defined on untyped nil异常；
不同类型的nil之间不能互相比较：如切片的nil，不能与map的nil做比较；
nil是map、slice、pointer、channel、func、interface的零值；
不同类型nil值占用空间可能大小不同；

在64位机器上运行时nil的大小：

func main() {
    var p *struct{}
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(p), p == nil) // 8
    var s []int
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(s), s == nil) // 24
    var m map[int]bool
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(m), m == nil) // 8
    var c chan string
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(c), c == nil) // 8
    var f func()
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(f), f == nil) // 8
    var i interface{}
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(i), i == nil) // 16
}

slice

一个nil的slice，除了不能索引外，其他的操作都正常；当append元素时，slice会自动进行扩容。

slice是一个简单的结构体，包含（长度、容量、指向数组的指针）；当slice为nil时，长度、容量都为0，指针为空。

map

一个nil的map，是一个真正的空指针，除len与for-range外，其他操作不能正常使用。

非nil的map，是一个指向内部HashMap的指针；空map（map[string]int{}）与为nil的map是不同的，空map只是没有内容，可在上面做任何的map操作。

interface

interface底层由两部分组成（参见《golang反射简介》），一个是类型，一个值，也就是类似于：(Type, Value)。只有当类型和值都是nil的时候，才等于nil：

func inFun(v interface{}) {
    fmt.Println("fun-interface:", v == nil)
}
func main() {
    var a interface{}
    var b []string
    var c string
    fmt.Println(a == nil)
    inFun(a)    // true
    fmt.Println(b == nil)
    inFun(b)    // false
    //fmt.Println(c == nil) // can not compare with nil
    inFun(c)    // false
}
// true
// fun-interface: true
// true                
// fun-interface: false
// fun-interface: false

本身是interface时，传递interface参数，其nil属性不变；若是普通指针，则传递给interface参数时，都为非空（!=nil）；

指针是否为空

那如何判定interface里面的动态值是否空？此时需要借助反射reflect来实现：

func nilCheck(v interface{}) {
    defer func() {
        if err := recover(); err != nil {
            fmt.Println("panic:", err)
        }
    }()
    if v == nil {
        fmt.Println("nilCheck: interface is nil")
        return
    }
    vi := reflect.ValueOf(v)
    fmt.Println("nilCheck:", vi.IsNil())
}
func main() {
    var a interface{}
    var b []string
    var c string
    nilCheck(a)
    nilCheck(b)
    nilCheck(c)
}
// nilCheck: interface is nil
// nilCheck: true                                             
// panic: reflect: call of reflect.Value.IsNil on string Value

对于非指针类型，在反射后调用IsNil时会抛出异常。其实现：

func (v Value) IsNil() bool {
    k := v.kind()
    switch k {
    case Chan, Func, Map, Pointer, UnsafePointer:
        if v.flag&flagMethod != 0 {
            return false
        }
        ptr := v.ptr
        if v.flag&flagIndir != 0 {
            ptr = *(*unsafe.Pointer)(ptr)
        }
        return ptr == nil
    case Interface, Slice:
        // Both interface and slice are nil if first word is 0.
        // Both are always bigger than a word; assume flagIndir.
        return *(*unsafe.Pointer)(v.ptr) == nil
    }
    panic(&ValueError{"reflect.Value.IsNil", v.kind()})
}

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