關於Go 空結構體的 3 種使用場景
前言:
在 Go 語言中，有一個比較特殊的類型，經常會有剛接觸 Go 的小夥伴問到，又或是不理解。
他就是 Go 裡的空結構體（struct）的使用，常常會有看到有人使用：
ch := make(chan struct{})
還清一色的使用結構體，也不用其他類型。高度常見，也就不是一個偶發現象瞭，肯定是背後必然有什麼原因。
1、為什麼使用
說白瞭，就是希望節省空間。但，新問題又來瞭，為什麼不能用其他的類型來做？
為什麼結構體stuct()實例任何數據得內存空間？？？
這就涉及到在 Go 語言中 ”寬度“ 的概念，寬度描述瞭一個類型的實例所占用的存儲空間的字節數。
寬度是一個類型的屬性。在 Go 語言中的每個值都有一個類型，值的寬度由其類型定義，並且總是 8 bits 的倍數。
在 Go 語言中我們可以借助 unsafe.Sizeof 方法，來獲取：
// Sizeof takes an expression x of any type and returns the size in bytes // of a hypothetical variable v as if v was declared via var v = x. // The size does not include any memory possibly referenced by x. // For instance, if x is a slice, Sizeof returns the size of the slice // descriptor, not the size of the memory referenced by the slice. // The return value of Sizeof is a Go constant. func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr
該方法能夠得到值的寬度，自然而然也就能知道其類型對應的寬度是多少瞭。
我們對應看看 Go 語言中幾種常見的類型寬度大小：
func main() {
var a int
var b string
var c bool
var d [3]int32
var e []string
var f map[string]bool
fmt.Println(
unsafe.Sizeof(a),
unsafe.Sizeof(b),
unsafe.Sizeof(c),
unsafe.Sizeof(d),
unsafe.Sizeof(e),
unsafe.Sizeof(f),
)
}
輸出結果：
8 16 1 12 24 8
你可以發現我們列舉的幾種類型，隻是單純聲明，我們也啥沒幹，依然占據一定的寬度。
如果我們的場景，隻是占位符，那怎麼辦，系統裡的開銷就這麼白白浪費瞭？
2、空結構體的特殊性
空結構體在各類系統中頻繁出現的原因之一，就是需要一個占位符。而恰恰好，Go 空結構體的寬度是特殊的。
如下：
func main() {
var s struct{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(s))
}
輸出結果：
0
空結構體的寬度是很直接瞭當的 0，即便是變形處理：
type S struct {
A struct{}
B struct{}
}
func main() {
var s S
fmt.Println(unsafe.Sizeof(s))
}
其最終輸出結果也是 0，完美切合人們對占位符的基本訴求，就是占著坑位，滿足基本輸入輸出就好。
但這時候問題又出現瞭，為什麼隻有空結構會有這種特殊待遇，其他類型又不行？
這是 Go 編譯器在內存分配時做的優化項
// base address for all 0-byte allocations
var zerobase uintptr
func mallocgc(size uintptr, typ *_type, needzero bool) unsafe.Pointer {
...
if size == 0 {
return unsafe.Pointer(&zerobase)
}
}
當發現 size 為 0 時，會直接返回變量 zerobase 的引用，該變量是所有 0 字節的基準地址，不占據任何寬度。
因此空結構體的廣泛使用，是 Go 開發者們借助瞭這個小優化，達到瞭占位符的目的。
3、使用場景
瞭解清楚為什麼空結構作為占位符使用的原因後，我們更進一步瞭解其真實的使用場景有哪些。
主要分為三塊：
- 實現方法接收者。
- 實現集合類型。
- 實現空通道。
3.1 實現方法接收者
在業務場景下，我們需要將方法組合起來，代表其是一個 ”分組“ 的，便於後續拓展和維護。
但是如果我們使用：
type T string func (s *T) Call()
又似乎有點不大友好，因為作為一個字符串類型，其本身會占據定的空間。
這種時候我們會采用空結構體的方式，這樣也便於未來針對該類型進行公共字段等的增加。如下：
type T struct{}
func (s *T) Call() {
fmt.Println("腦子進煎魚瞭")
}
func main() {
var s T
s.Call()
}
在該場景下，使用空結構體從多維度來考量是最合適的，易拓展，省空間，最結構化。
另外你會發現，其實你在日常開發中下意識就已經這麼做瞭，你可以理解為設計模式和日常生活相結合的另類案例。
3.2 實現集合類型
在 Go 語言的標準庫中並沒有提供集合（Set）的相關實現，因此一般在代碼中我們圖方便，會直接用 map 來替代。
但有個問題，就是集合類型的使用，隻需要用到 key（鍵），不需要 value（值）。
這就是空結構體大戰身手的場景瞭：
type Set map[string]struct{}
func (s Set) Append(k string) {
s[k] = struct{}{}
}
func (s Set) Remove(k string) {
delete(s, k)
}
func (s Set) Exist(k string) bool {
_, ok := s[k]
return ok
}
func main() {
set := Set{}
set.Append("煎魚")
set.Append("咸魚")
set.Append("蒸魚")
set.Remove("煎魚")
fmt.Println(set.Exist("煎魚"))
}
空結構體作為占位符，不會額外增加不必要的內存開銷，很方便的就是解決瞭。
3.3 實現空通道
在 Go channel 的使用場景中，常常會遇到通知型 channel，其不需要發送任何數據，隻是用於協調 Goroutine 的運行，用於流轉各類狀態或是控制並發情況。
如下：
func main() {
ch := make(chan struct{})
go func() {
time.Sleep(1 * time.Second)
close(ch)
}()
fmt.Println("腦子好像進...")
<-ch
fmt.Println("煎魚瞭！")
}
輸出結果：
腦子好像進…
煎魚瞭！
該程序會先輸出 ”腦子好像進…“ 後，再睡眠一段時間再輸出 “煎魚瞭！”，達到間斷控制 channel 的效果。
由於該 channel 使用的是空結構體，因此也不會帶來額外的內存開銷。
到此這篇關於關於Go 空結構體的 3 種使用場景的文章就介紹到這瞭,更多相關Go 空結構體的 3 種使用場景內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！