Go疑難雜癥講解之為什么nil不等于nil
現(xiàn)象
在日常開(kāi)發(fā)中,可能一不小心就會(huì)掉進(jìn) Go 語(yǔ)言的某些陷阱里,而本文要介紹的 nil ≠ nil 問(wèn)題,便是其中一個(gè),初看起來(lái)會(huì)讓人覺(jué)得很詭異,摸不著頭腦。
先來(lái)看個(gè)例子:
type CustomizedError struct {
ErrorCode int
Msg string
}
func (e *CustomizedError) Error() string {
return fmt.Sprintf("err code: %d, msg: %s", e.ErrorCode, e.Msg)
}func main() {
txn, err := startTx()
if err != nil {
log.Fatalf("err starting tx: %v", err)
}
if err = txn.doUpdate(); err != nil {
log.Fatalf("err updating: %v", err)
}
if err = txn.commit(); err != nil {
log.Fatalf("err committing: %v", err)
}
fmt.Println("success!")
}
type tx struct{}
func startTx() (*tx, error) {
return &tx{}, nil
}
func (*tx) doUpdate() *CustomizedError {
return nil
}
func (*tx) commit() error {
return nil
}這是一個(gè)簡(jiǎn)化過(guò)了的例子,在上述代碼中,我們創(chuàng)建了一個(gè)事務(wù),然后做了一些更新,在更新過(guò)程中如果發(fā)生了錯(cuò)誤,希望返回對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤碼和提示信息。
如果感興趣的話,可以在這個(gè)地址在線運(yùn)行這份代碼:
Go Playground - The Go Programming Language
看起來(lái)每個(gè)方法都會(huì)返回 nil,應(yīng)該能順利走到最后一行,輸出 success 才對(duì),但實(shí)際上,輸出的卻是:
err updating: <nil>
尋找原因
為什么明明返回的是 nil,卻被判定為 err ≠ nil 呢?難道這個(gè) nil 也有什么奇妙之處?
這就需要我們來(lái)更深入一點(diǎn)了解 error 本身了。在 Go 語(yǔ)言中, error 是一個(gè) interface ,內(nèi)部含有一個(gè) Error() 函數(shù),返回一個(gè)字符串,接口的描述如下:
// The error built-in interface type is the conventional interface for
// representing an error condition, with the nil value representing no error.
type error interface {
Error() string
}而對(duì)于一個(gè)變量來(lái)說(shuō),它有兩個(gè)要素,一個(gè)是 type T,一個(gè)是 value V,如下圖所示:

來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
var it interface{}
fmt.Println(reflect.TypeOf(it), reflect.ValueOf(it)) // <nil> <invalid reflect.Value>
it = 1
fmt.Println(reflect.TypeOf(it), reflect.ValueOf(it)) // int 1
it = "hello"
fmt.Println(reflect.TypeOf(it), reflect.ValueOf(it)) // string hello
var s *string
it = s
fmt.Println(reflect.TypeOf(it), reflect.ValueOf(it)) // *string <nil>
ss := "hello"
it = &ss
fmt.Println(reflect.TypeOf(it), reflect.ValueOf(it)) // *string 0xc000096560
在給一個(gè) interface 變量賦值前,T 和 V 都是 nil,但給它賦值后,不僅會(huì)改變它的值,還會(huì)改變它的類(lèi)型。
當(dāng)把一個(gè)值為 nil 的字符串指針賦值給它后,雖然它的值是 V=nil,但它的類(lèi)型 T 卻變成了 *string。
此時(shí)如果拿它來(lái)跟 nil 比較,結(jié)果就會(huì)是不相等,因?yàn)?strong>只有當(dāng)這個(gè) interface 變量的類(lèi)型和值都未被設(shè)置時(shí),它才真正等于 nil。
再來(lái)看看之前的例子中,err 變量的 T 和 V 是如何變化的:
func main() {
txn, err := startTx()
fmt.Println(reflect.TypeOf(err), reflect.ValueOf(err))
if err != nil {
log.Fatalf("err starting tx: %v", err)
}
if err = txn.doUpdate(); err != nil {
fmt.Println(reflect.TypeOf(err), reflect.ValueOf(err))
log.Fatalf("err updating: %v", err)
}
if err = txn.commit(); err != nil {
log.Fatalf("err committing: %v", err)
}
fmt.Println("success!")
}輸出如下:
<nil> <invalid reflect.Value>
*err.CustomizedError <nil>
在一開(kāi)始,我們給 err 初始化賦值時(shí),startTx 函數(shù)返回的是一個(gè) error 接口類(lèi)型的 nil。此時(shí)查看其類(lèi)型 T 和值 V 時(shí),都會(huì)是 nil。
txn, err := startTx()
fmt.Println(reflect.TypeOf(err), reflect.ValueOf(err)) // <nil> <invalid reflect.Value>
func startTx() (*tx, error) {
return &tx{}, nil
}而在調(diào)用 doUpdate 時(shí),會(huì)將一個(gè) *CustomizedError 類(lèi)型的 nil 值賦值給了它,它的類(lèi)型 T 便成了 *CustomizedError ,V 是 nil。
err = txn.doUpdate() fmt.Println(reflect.TypeOf(err), reflect.ValueOf(err)) // *err.CustomizedError <nil>
所以在做 err ≠ nil 的比較時(shí),err 的類(lèi)型 T 已經(jīng)不是 nil,前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),只有當(dāng)一個(gè)接口變量的 T 和 V 同時(shí)為 nil 時(shí),這個(gè)變量才會(huì)被判定為 nil,所以該不等式會(huì)判定為 true。
要修復(fù)這個(gè)問(wèn)題,其實(shí)最簡(jiǎn)單的方法便是在調(diào)用 doUpdate 方法時(shí)給 err 進(jìn)行重新聲明:
if err := txn.doUpdate(); err != nil {
log.Fatalf("err updating: %v", err)
}此時(shí),err 其實(shí)成了一個(gè)新的結(jié)構(gòu)體指針變量,而不再是一個(gè)interface 類(lèi)型變量,類(lèi)型為 *CustomizedError ,且值為 nil,所以做 err ≠ nil 的比較時(shí)結(jié)果就是將是 false。
問(wèn)題到這里似乎就告一段落了,但,再仔細(xì)想想,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這其中似乎還是漏掉了一環(huán)。
如果給一個(gè) interface 類(lèi)型的變量賦值時(shí),會(huì)同時(shí)改變它的類(lèi)型 T 和值 V,那跟 nil 比較時(shí)為什么不是跟它的新類(lèi)型對(duì)應(yīng)的 nil 比較呢?
事實(shí)上,interface 變量跟普通變量確實(shí)有一定區(qū)別,一個(gè)非空接口 interface (即接口中存在函數(shù)方法)初始化的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 iface,一個(gè)空接口變量對(duì)應(yīng)的底層結(jié)構(gòu)體為 eface。
type iface struct {
tab *itab
data unsafe.Pointer
}
type eface struct {
_type *_type
data unsafe.Pointer
}tab 中存放的是類(lèi)型、方法等信息。data 指針指向的 iface 綁定對(duì)象的原始數(shù)據(jù)的副本。
再來(lái)看一下 itab 的結(jié)構(gòu):
// layout of Itab known to compilers
// allocated in non-garbage-collected memory
// Needs to be in sync with
// ../cmd/compile/internal/reflectdata/reflect.go:/^func.WriteTabs.
type itab struct {
inter *interfacetype
_type *_type
hash uint32 // copy of _type.hash. Used for type switches.
_ [4]byte // 用于內(nèi)存對(duì)齊
fun [1]uintptr // variable sized. fun[0]==0 means _type does not implement inter.
}itab 中一共包含 5 個(gè)字段,inner 字段存的是初始化 interface 時(shí)的靜態(tài)類(lèi)型。_type 存的是 interface 對(duì)應(yīng)具體對(duì)象的類(lèi)型,當(dāng) interface 變量被賦值后,這個(gè)字段便會(huì)變成被賦值的對(duì)象的類(lèi)型。
itab 中的 _type 和 iface 中的 data 便分別對(duì)應(yīng) interface 變量的 T 和 V,_type 是這個(gè)變量對(duì)應(yīng)的類(lèi)型,data 是這個(gè)變量的值。在之前的賦值測(cè)試中,通過(guò) reflect.TypeOf 與 reflect.ValueOf 方法獲取到的信息也分別來(lái)自這兩個(gè)字段。
這里的 hash 字段和 _type 中存的 hash 字段是完全一致的,這么做的目的是為了類(lèi)型斷言。
fun 是一個(gè)函數(shù)指針,它指向的是具體類(lèi)型的函數(shù)方法,在這個(gè)指針對(duì)應(yīng)內(nèi)存地址的后面依次存儲(chǔ)了多個(gè)方法,利用指針偏移便可以找到它們。
再來(lái)看看 interfacetype 的結(jié)構(gòu):
type interfacetype struct {
typ _type
pkgpath name
mhdr []imethod
}這其中也有一個(gè) _type 字段,來(lái)表示 interface 變量的初始類(lèi)型。
看到這里,之前的疑問(wèn)便開(kāi)始清晰起來(lái),一個(gè) interface 變量實(shí)際上有兩個(gè)類(lèi)型,一個(gè)是初始化時(shí)賦值時(shí)對(duì)應(yīng)的 interface 類(lèi)型,一個(gè)是賦值具體對(duì)象時(shí),對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型。
了解了這些之后,我們?cè)賮?lái)看一下之前的例子:
txn, err := startTx()
這里先對(duì) err 進(jìn)行初始化賦值,此時(shí),它的 itab.inter.typ 對(duì)應(yīng)的類(lèi)型信息就是 error itab._type 仍為 nil。
err = txn.doUpdate()
當(dāng)對(duì) err 進(jìn)行重新賦值時(shí),err 的 itab._type 字段會(huì)被賦值成 *CustomizedError ,所以此時(shí),err 變量實(shí)際上是一個(gè) itab.inter.typ 為 error ,但實(shí)際類(lèi)型為 *CustomizedError ,值為 nil 的接口變量。
把一個(gè)具體類(lèi)型變量與 nil 比較時(shí),只需要判斷其 value 是否為 nil 即可,而把一個(gè)接口類(lèi)型的變量與 nil 進(jìn)行比較時(shí),還需要判斷其類(lèi)型 itab._type 是否為nil。
如果想實(shí)際看看被賦值后 err 對(duì)應(yīng)的 iface 結(jié)構(gòu),可以把 iface 相關(guān)的結(jié)構(gòu)體都復(fù)制到同一個(gè)包下,然后通過(guò) unsafe.Pointer 進(jìn)行類(lèi)型強(qiáng)轉(zhuǎn),就可以通過(guò)打斷點(diǎn)的方式來(lái)查看了。
func TestErr(t *testing.T) {
txn, err := startTx()
fmt.Println(reflect.TypeOf(err), reflect.ValueOf(err))
if err != nil {
log.Fatalf("err starting tx: %v", err)
}
p := (*iface)(unsafe.Pointer(&err))
fmt.Println(p.data)
if err = txn.doUpdate(); err != nil {
fmt.Println(reflect.TypeOf(err), reflect.ValueOf(err))
p := (*iface)(unsafe.Pointer(&err))
fmt.Println(p.data)
log.Fatalf("err updating: %v", err)
}
if err = txn.commit(); err != nil {
log.Fatalf("err committing: %v", err)
}
fmt.Println("success!")
}
補(bǔ)充說(shuō)明一下,這里的inter.typ.kind 表示的是變量的基本類(lèi)型,其值對(duì)應(yīng) runtime 包下的枚舉。
const ( kindBool = 1 + iota kindInt kindInt8 kindInt16 kindInt32 kindInt64 kindUint kindUint8 kindUint16 kindUint32 kindUint64 kindUintptr kindFloat32 kindFloat64 kindComplex64 kindComplex128 kindArray kindChan kindFunc kindInterface kindMap kindPtr kindSlice kindString kindStruct kindUnsafePointer kindDirectIface = 1 << 5 kindGCProg = 1 << 6 kindMask = (1 << 5) - 1 )
比如上圖中所示的 kind = 20 對(duì)應(yīng)的類(lèi)型就是 kindInterface。
總結(jié)
- 接口類(lèi)型變量跟普通變量是有差異的,非空接口類(lèi)型變量對(duì)應(yīng)的底層結(jié)構(gòu)是
iface,空接口類(lèi)型類(lèi)型變量對(duì)應(yīng)的底層結(jié)構(gòu)是eface。 iface中有兩個(gè)跟類(lèi)型相關(guān)的字段,一個(gè)表示的是接口的類(lèi)型inter,一個(gè)表示的是變量實(shí)際類(lèi)型_type。- 只有當(dāng)接口變量的
itab._type與 data 都為nil時(shí),也就是實(shí)際類(lèi)型和值都未被賦值前,才真正等于nil。
以上就是Go疑難雜癥講解之為什么nil不等于nil的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Go nil不等于nil的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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