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Golang實(shí)現(xiàn)不被復(fù)制的結(jié)構(gòu)體的方法

更新時(shí)間：2023年03月31日 16:50:50 作者：趙不貪

sync包中的許多結(jié)構(gòu)都是不允許拷貝的，因?yàn)樗鼈冏陨泶鎯?chǔ)了一些狀態(tài)(比如等待者的數(shù)量)，如果你嘗試復(fù)制這些結(jié)構(gòu)體，就會(huì)在你的?IDE中看到警告，那這是怎么實(shí)現(xiàn)的呢，下文就來(lái)和大家詳細(xì)講講

不允許復(fù)制的結(jié)構(gòu)體

sync包中的許多結(jié)構(gòu)都是不允許拷貝的，比如sync.Cond,sync.WaitGroup,sync.Pool, 以及sync包中的各種鎖，因?yàn)樗鼈冏陨泶鎯?chǔ)了一些狀態(tài)(比如等待者的數(shù)量)，如果你嘗試復(fù)制這些結(jié)構(gòu)體:

var wg1 sync.WaitGroup
wg2 := wg1 // 將 wg1 復(fù)制一份，命名為 wg2
// ...

那么你將在你的 IDE 中看到一個(gè)醒目的警告:

assignment copies lock value to wg2: sync.WaitGroup contains sync.noCopy

IDE是如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的呢？我們自己又能否利用這一機(jī)制來(lái)告訴別人，不要拷貝某個(gè)結(jié)構(gòu)體呢？

（懶得看原理，只想知道怎么用，可以直接下劃至結(jié)論部分）

實(shí)現(xiàn)原理

大部分編輯器/IDE都會(huì)在你的代碼上運(yùn)行go vet,vet是Go官方提供的靜態(tài)分析工具，我們剛剛得到的提示信息就是vet分析代碼后告訴我們的。vet的實(shí)現(xiàn)在Go源碼的cmd/vet中,里面注冊(cè)了很多不同類型的分析器，其中copylock這個(gè)分析器會(huì)檢查實(shí)現(xiàn)了Lock和Unlock方法的結(jié)構(gòu)體是否被復(fù)制。

copylock Analyser在cmd/vet中注冊(cè)，具體實(shí)現(xiàn)代碼在golang.org/x/tools/go/analysis/passes/copylock/copylock.go中, 這里只摘抄部分核心代碼進(jìn)行解釋:

var lockerType *types.Interface

func init() {
    //...
    methods := []*types.Func{
        types.NewFunc(token.NoPos, nil, "Lock", nullary),
        types.NewFunc(token.NoPos, nil, "Unlock", nullary),
    }
    // Locker 結(jié)構(gòu)包括了 Lock 和 Unlock 兩個(gè)方法
    lockerType = types.NewInterface(methods, nil).Complete()
}

init函數(shù)中把包級(jí)別的全局變量lockerType進(jìn)行了初始化，lockerType內(nèi)包含了兩個(gè)方法: Lock和Unlock, 只有實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)方法的結(jié)構(gòu)體才是copylock Analyzer要處理的對(duì)象。

// lockPath 省略了參數(shù)部分，只保留了最核心的邏輯，
// 用來(lái)檢測(cè)某個(gè)類型是否實(shí)現(xiàn)了Locker接口(Lock和Unlock方法)
func lockPath(...) typePath {
    // ...
    // 如果傳進(jìn)來(lái)的指針類型實(shí)現(xiàn)了Locker接口, 就返回這個(gè)類型的信息
    if types.Implements(types.NewPointer(typ), lockerType) && !types.Implements(typ, lockerType) {
        return []string{typ.String()}
    }
    // ...
}

lockPath會(huì)檢測(cè)傳入的參數(shù)是否實(shí)現(xiàn)了Lock和Unlock方法，如果是則返回類型的信息。而vet會(huì)在AST上每個(gè)需要檢查的節(jié)點(diǎn)上調(diào)用lockPath函數(shù)(如賦值、函數(shù)調(diào)用等場(chǎng)景)。如果在這些會(huì)導(dǎo)致復(fù)制的場(chǎng)景中，發(fā)現(xiàn)了鎖結(jié)構(gòu)體的復(fù)制，則會(huì)報(bào)告給用戶:

func run(pass *analysis.Pass) (interface{}, error) {
    // ...
    // 需要檢查的節(jié)點(diǎn)
    switch node := node.(type) {
    // range語(yǔ)句
    case *ast.RangeStmt:
        checkCopyLocksRange(pass, node)
    // 函數(shù)聲明
    case *ast.FuncDecl:
        checkCopyLocksFunc(pass, node.Name.Name, node.Recv, node.Type)
    // 函數(shù)字面量(匿名函數(shù))
    case *ast.FuncLit:
        checkCopyLocksFunc(pass, "func", nil, node.Type)
    // 調(diào)用表達(dá)式（Foo(xxx)）
    case *ast.CallExpr:
        checkCopyLocksCallExpr(pass, node)
    // 賦值語(yǔ)句
    case *ast.AssignStmt:
        checkCopyLocksAssign(pass, node)
    // 通用聲明(import/const/type/var)
    case *ast.GenDecl:
        checkCopyLocksGenDecl(pass, node)
    // 復(fù)合常量({a,b,c})
    case *ast.CompositeLit:
        checkCopyLocksCompositeLit(pass, node)
    // return語(yǔ)句
    case *ast.ReturnStmt:
        checkCopyLocksReturnStmt(pass, node)
    // ...
}

// checkCopyLocksAssign 檢查賦值操作是否復(fù)制了一個(gè)鎖
func checkCopyLocksAssign(pass *analysis.Pass, as *ast.AssignStmt) {
    for i, x := range as.Rhs {
        // 如果等號(hào)右邊的結(jié)構(gòu)體里有字段實(shí)現(xiàn)了Lock/Unlock的話,就輸出警告信息
        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)
        }
    }
}

上面只列出了賦值操作的實(shí)現(xiàn)代碼，其它類型的檢查這里就不一一解釋了，感興趣的同學(xué)可以自行查看源碼。

結(jié)論

只要你的IDE會(huì)幫你運(yùn)行go vet(目前主流的VSCode和GoLand都會(huì)自動(dòng)幫你運(yùn)行)，你就能通過(guò)這個(gè)機(jī)制來(lái)提醒他人，盡量避免復(fù)制結(jié)構(gòu)體。

如果你的結(jié)構(gòu)體也因?yàn)槟承┰?，不希望使用者?fù)制，你也可以使用該機(jī)制來(lái)警告使用者:

定義一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Lock和Unlock的結(jié)構(gòu)體

type noCopy struct{}

func (*noCopy) Lock()   {}
func (*noCopy) Unlock() {}

將其放入你的結(jié)構(gòu)體中:

// Foo 代表你不希望別人復(fù)制的結(jié)構(gòu)體
type Foo struct {
    noCopy noCopy
    // ...
}

或直接讓你的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)Lock和Unlock方法:

type Foo struct {
    // ...
}

func (*Foo) Lock()   {}
func (*Foo) Unlock() {}

這樣別人在嘗試復(fù)制Foo的時(shí)候，就會(huì)得到IDE的警告信息了。

到此這篇關(guān)于Golang實(shí)現(xiàn)不被復(fù)制的結(jié)構(gòu)體的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang結(jié)構(gòu)體內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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