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Go语言interface 与 nil 的比较
类别:GO语言   作者:码皇   来源:互联网   点击:

在golang中,nil只能赋值给指针、channel、func、interface、map或slice类型的变量。如果未遵循这个规则,则会引发panic。

interface简介

Go语言以简单易上手而著称,它的语法非常简单,熟悉C++,Java的开发者只需要很短的时间就可以掌握Go语言的基本用法。

interface是Go语言里所提供的非常重要的特性。一个interface里可以定义一个或者多个函数,例如系统自带的io.ReadWriter的定义如下所示:

    type ReadWriter interface {
    Read(b []byte) (n int, err error) Write(b []byte) (n int, err error)}

任何类型只要它提供了Read和Write的绑定函数实现,Go就认为这个类型实现了这个interface(duck-type),而不像Java需要开发者使用implements标明。

然而Go语言的interface在使用过程中却有一个特别坑的特性,当你比较一个interface类型的值是否是nil的时候,这是需要特别注意避免的问题。

一次真实的踩坑

这是我们在GoWorld分布式游戏服务器的开发中,碰到的一个实际的bug。由于GoWorld支持多种不同的数据库(包括MongoDB,Redis等)来保存服务端对象,因此GoWorld在上层提供了一个统一的对象存储接口定义,而不同的对象数据库实现只需要实现EntityStorage接口所提供的函数即可。

    // EntityStorage defines the interface of entity storage backendstype EntityStorage interface {
    List(typeName string) ([]common.EntityID, error) Write(typeName string, entityID common.EntityID, data interface{
    }
    ) error Read(typeName string, entityID common.EntityID) (interface{
    }
    , error) Exists(typeName string, entityID common.EntityID) (bool, error) Close() IsEOF(err error) bool}

以一个使用Redis作为对象数据库的实现为例,函数OpenRedis连接Redis数据库并最终返回一个redisEntityStorage对象的指针。

    // OpenRedis opens redis as entity storagefunc OpenRedis(url string, dbindex int) *redisEntityStorage {
    c, err := redis.DialURL(url) if err != nil {
    return nil }
    if dbindex >= 0 {
    if _, err := c.Do("SELECT", dbindex);
    err != nil {
    return nil }
    }
    es := &redisEntityStorage{
    c: c, }
    return es}

在上层逻辑中,我们使用OpenRedis函数连接Redis数据库,并将返回的redisEntityStorage指针赋值个一个EntityStorage接口变量,因为redisEntityStorage对象实现了EntityStorage接口所定义的所有函数。

    var storageEngine StorageEngine // 这是一个全局变量storageEngine = OpenRedis(cfg.Url, dbindex)if storageEngine != nil {
    // 连接成功 ...}
    else {
    // 连接失败 ...}

上面的代码看起来都很正常,OpenRedis在连接Redis数据库失败的时候会返回nil,然后调用者将返回值和nil进行比较,来判断是否连接成功。这个就是Go语言少有的几个深坑之一,因为不管OpenRedis函数是否连接Redis成功,都会运行连接成功的逻辑。

寻找问题所在

想要理解这个问题,首先需要理解interface{}变量的本质。在Go语言中,一个interface{}类型的变量包含了2个指针,一个指针指向值的类型,另外一个指针指向实际的值。 我们可以用如下的测试代码进行验证。

    // InterfaceStructure 定义了一个interface{
    }
    的内部结构type InterfaceStructure struct {
    pt uintptr // 到值类型的指针 pv uintptr // 到值内容的指针}
    // asInterfaceStructure 将一个interface{
    }
    转换为InterfaceStructurefunc asInterfaceStructure (i interface{
    }
    ) InterfaceStructure {
    return *(*InterfaceStructure)(unsafe.Pointer(&i))}
    func TestInterfaceStructure(t *testing.T) {
    var i1, i2 interface{
    }
    var v1 int = 0x0AAAAAAAAAAAAAAA var v2 int = 0x0BBBBBBBBBBBBBBB i1 = v1 i2 = v2 fmt.Printf("sizeof interface{
    }
    = %dn", unsafe.Sizeof(i1)) fmt.Printf("i1 %x %+vn", i1, asInterfaceStructure(i1)) fmt.Printf("i2 %x %+vn", i2, asInterfaceStructure(i2)) var nilInterface interface{
    }
    fmt.Printf("nil interface = %+vn", asInterfaceStructure(nilInterface))}

这段代码的输出如下:

    sizeof interface{
    }
    = 16i1 aaaaaaaaaaaaaaa {
    pt:5328736 pv:825741282816}
    i2 bbbbbbbbbbbbbbb {
    pt:5328736 pv:825741282824}
    nil interface = {
    pt:0 pv:0}

所以对于一个interface{}类型的nil变量来说,它的两个指针都是0。这是符合Go语言对nil的标准定义的。在Go语言中,nil是零值(Zero Value),而在Java之类的语言里,null实际上是空指针。关于零值和空指针有什么区别,这里就不再展开了。

当我们将一个具体类型的值赋值给一个interface类型的变量的时候,就同时把类型和值都赋值给了interface里的两个指针。如果这个具体类型的值是nil的话,interface变量依然会存储对应的类型指针和值指针。

    func TestAssignInterfaceNil(t *testing.T) {
    var p *int = nil var i interface{
    }
    = p fmt.Printf("%v %+v is nil %vn", i, asInterfaceStructure(i), i == nil)}

输入如下:

    <nil> {
    pt:5300576 pv:0}
    is nil false

可见,在这种情况下,虽然我们把一个nil值赋值给interface{},但是实际上interface里依然存了指向类型的指针,所以拿这个interface变量去和nil常量进行比较的话就会返回false。

如何解决这个问题

想要避开这个Go语言的坑,我们要做的就是避免将一个有可能为nil的具体类型的值赋值给interface变量。以上述的OpenRedis为例,一种方法是先对OpenRedis返回的结果进行非-nil检查,然后再赋值给interface变量,如下所示。

    var storageEngine StorageEngine // 这是一个全局变量redis := OpenRedis(cfg.Url, dbindex)if redis != nil {
    // 连接成功 storageEngine = redis // 确定redis不是nil之后再赋值给interface变量}
    else {
    // 连接失败 ...}

另外一种方法是让OpenRedis函数直接返回EntityStorage接口类型的值,这样就可以把OpenRedis的返回值直接正确赋值给EntityStorage接口变量。

    // OpenRedis opens redis as entity storagefunc OpenRedis(url string, dbindex int) EntityStorage {
    c, err := redis.DialURL(url) if err != nil {
    return nil }
    if dbindex >= 0 {
    if _, err := c.Do("SELECT", dbindex);
    err != nil {
    return nil }
    }
    es := &redisEntityStorage{
    c: c, }
    return es}

至于那种方法更好,就见仁见智了。希望大家在实际项目中不要踩坑,即使踩了也能快速跳出来!

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