这篇文章主要介绍“Golang如何实现不被复制的结构体”的相关知识,小编通过实际案例向大家展示操作过程,操作方法简单快捷,实用性强,希望这篇“Golang如何实现不被复制的结构体”文章能帮助大家解决问题。
不允许复制的结构体
sync包中的许多结构都是不允许拷贝的,比如
sync.Cond,
sync.WaitGroup,
sync.Pool, 以及sync包中的各种锁,因为它们自身存储了一些状态(比如等待者的数量),如果你尝试复制这些结构体:
var wg1 sync.WaitGroup wg2 := wg1 // 将 wg1 复制一份,命名为 wg2 // ...
那么你将在你的 IDE 中看到一个醒目的警告:
assignment copies lock value to wg2: sync.WaitGroup contains sync.noCopy
IDE是如何实现这一点的呢?我们自己又能否利用这一机制来告诉别人,不要拷贝某个结构体呢?
(懒得看原理,只想知道怎么用,可以直接下划至结论部分)
实现原理
大部分编辑器/IDE都会在你的代码上运行
go vet,vet是Go官方提供的静态分析工具,我们刚刚得到的提示信息就是vet分析代码后告诉我们的。vet的实现在Go源码的
cmd/vet中,里面注册了很多不同类型的分析器,其中
copylock这个分析器会检查实现了
Lock和
Unlock方法的结构体是否被复制。
copylock Analyser在
cmd/vet中注册,具体实现代码在
golang.org/x/tools/go/analysis/passes/copylock/copylock.go中, 这里只摘抄部分核心代码进行解释:
var lockerType *types.Interface func init() { //... methods := []*types.Func{ types.NewFunc(token.NoPos, nil, "Lock", nullary), types.NewFunc(token.NoPos, nil, "Unlock", nullary), } // Locker 结构包括了 Lock 和 Unlock 两个方法 lockerType = types.NewInterface(methods, nil).Complete() }
init函数中把包级别的全局变量
lockerType进行了初始化,
lockerType内包含了两个方法:
Lock和
Unlock, 只有实现了这两个方法的结构体才是
copylock Analyzer要处理的对象。
// lockPath 省略了参数部分,只保留了最核心的逻辑, // 用来检测某个类型是否实现了Locker接口(Lock和Unlock方法) func lockPath(...) typePath { // ... // 如果传进来的指针类型实现了Locker接口, 就返回这个类型的信息 if types.Implements(types.NewPointer(typ), lockerType) && !types.Implements(typ, lockerType) { return []string{typ.String()} } // ... }
lockPath会检测传入的参数是否实现了
Lock和
Unlock方法,如果是则返回类型的信息。而vet会在AST上每个需要检查的节点上调用
lockPath函数(如赋值、函数调用等场景)。如果在这些会导致复制的场景中,发现了锁结构体的复制,则会报告给用户:
func run(pass *analysis.Pass) (interface{}, error) { // ... // 需要检查的节点 switch node := node.(type) { // range语句 case *ast.RangeStmt: checkCopyLocksRange(pass, node) // 函数声明 case *ast.FuncDecl: checkCopyLocksFunc(pass, node.Name.Name, node.Recv, node.Type) // 函数字面量(匿名函数) case *ast.FuncLit: checkCopyLocksFunc(pass, "func", nil, node.Type) // 调用表达式(Foo(xxx)) case *ast.CallExpr: checkCopyLocksCallExpr(pass, node) // 赋值语句 case *ast.AssignStmt: checkCopyLocksAssign(pass, node) // 通用声明(import/const/type/var) case *ast.GenDecl: checkCopyLocksGenDecl(pass, node) // 复合常量({a,b,c}) case *ast.CompositeLit: checkCopyLocksCompositeLit(pass, node) // return语句 case *ast.ReturnStmt: checkCopyLocksReturnStmt(pass, node) // ... } // checkCopyLocksAssign 检查赋值操作是否复制了一个锁 func checkCopyLocksAssign(pass *analysis.Pass, as *ast.AssignStmt) { for i, x := range as.Rhs { // 如果等号右边的结构体里有字段实现了Lock/Unlock的话,就输出警告信息 if path := lockPathRhs(pass, x); path != nil { pass.ReportRangef(x, "assignment copies lock value to %v: %v", analysisutil.Format(pass.Fset, as.Lhs[i]), path) } } }
上面只列出了赋值操作的实现代码,其它类型的检查这里就不一一解释了,感兴趣的同学可以自行查看源码。
结论
只要你的IDE会帮你运行
go vet(目前主流的VSCode和GoLand都会自动帮你运行),你就能通过这个机制来提醒他人,尽量避免复制结构体。
如果你的结构体也因为某些原因,不希望使用者复制,你也可以使用该机制来警告使用者:
定义一个实现了
Lock和
Unlock的结构体
type noCopy struct{} func (*noCopy) Lock() {} func (*noCopy) Unlock() {}
将其放入你的结构体中:
// Foo 代表你不希望别人复制的结构体 type Foo struct { noCopy noCopy // ... }
或直接让你的结构体实现
Lock和
Unlock方法:
type Foo struct { // ... } func (*Foo) Lock() {} func (*Foo) Unlock() {}
这样别人在尝试复制
Foo的时候,就会得到IDE的警告信息了。