interface底层原理

接口不为nil的误区

我们看一个demo

package main

import (
	"errors"
	"fmt"
)

type MyError struct {
	error
}

var ErrBad = MyError{
	error: errors.New("bad error"),
}

func bad() bool {
	return false
}

func returnsError() error {
	var p *MyError = nil
	if bad() {
		p = &ErrBad
	}
	return p
}

func main() {
	e := returnsError()
	if e != nil {
		fmt.Printf("error: %+v\n", e)
		return
	}
	fmt.Println("ok")
}

查看运行结果

error: <nil>

这里大家很疑惑：明明returnsError函数返回的p值为nil，为何却满足了第30行的条件分支？我们先来看看接口类型的底层结构再来回答这个问题。

接口类型底层结构

参见$GOROOT/src/runtime/runtime2.go

interface

接口类型变量有两种内部表示：

• eface：用于表示没有方法的空接口(empty interface)类型变量，即interface{}类型的变量
• iface：用于表示其拥有方法的接口(interface)类型变量

data都指向当前赋值给接口类型变量的动态类型变量的值，但iface相比较eface多了itab这个类型，其中:

• inter存储该接口类型自身的信息
• _type存储该接口类型变量
• fun存储动态类型已实现的接口方法的调用地址数组

Go运行时会为程序内的全部类型建立只读的共享_type信息表，因此如果我们要判断接口类型变量是否相同，只需：

• 判断_type/tab是否相同
• data指针所指向的内存空间所存储的数据值是否相同

这里需要区分不同的类型之间的等值比较，参见下文

nil接口变量

未初始化的接口类型变量默认零值为nil

func printNilInterface() {
	// nil接口变量
	var i interface{} // 空接口类型
	var err error     // 非空接口类型
	println(i)
	println(err)
	println("i = nil:", i == nil)
	println("err = nil:", err == nil)
	println("i = err:", i == err)
	println("")
}

查看执行结果

(0x0,0x0)
(0x0,0x0)
i = nil: true
err = nil: true
i = err: true

值为nil的接口类型变量内部表示均为(0x0,0x0)，即类型信息和数据信息均为空，因此和nil相等

空接口类型变量

func printEmptyInterface() {
	// empty接口变量
	var eif1 interface{} // 空接口类型
	var eif2 interface{} // 空接口类型
	var n, m int = 17, 18

	eif1 = n
	eif2 = m

	println("eif1:", eif1)
	println("eif2:", eif2)
	println("eif1 = eif2:", eif1 == eif2)

	eif2 = 17
	println("eif1:", eif1)
	println("eif2:", eif2)
	println("eif1 = eif2:", eif1 == eif2)

	eif2 = int64(17)
	println("eif1:", eif1)
	println("eif2:", eif2)
	println("eif1 = eif2:", eif1 == eif2)

	println("")
}

查看执行结果

eif1: (0x10951e0,0xc000092f68)
eif2: (0x10951e0,0xc000092f60)
eif1 = eif2: false
eif1: (0x10951e0,0xc000092f68)
eif2: (0x10951e0,0x10c64e8)
eif1 = eif2: true
eif1: (0x10951e0,0xc000092f68)
eif2: (0x10952a0,0x10c64e8)
eif1 = eif2: false

对于空接口类型变量，只有在_type和data所指数据内容一致（注意：不是数据指针的值一致）的情况下，两个空接口类型变量之间才能画等号。

非空接口类型

type T int

func (t T) Error() string {
	return "bad error"
}

func printNonEmptyInterface() {
	var err1 error // 非空接口类型
	var err2 error // 非空接口类型
	err1 = (*T)(nil)
	println("err1:", err1)
	println("err1 = nil:", err1 == nil)

	err1 = T(5)
	err2 = T(6)
	println("err1:", err1)
	println("err2:", err2)
	println("err1 = err2:", err1 == err2)

	err2 = fmt.Errorf("%d\n", 5)
	println("err1:", err1)
	println("err2:", err2)
	println("err1 = err2:", err1 == err2)

	println("")
}

查看执行结果

err1: (0x10c6a58,0x0)
err1 = nil: false
err1: (0x10c6ab8,0x10c64f0)
err2: (0x10c6ab8,0x10c64f8)
err1 = err2: false
err1: (0x10c6ab8,0x10c64f0)
err2: (0x10c69d8,0xc000096210)
err1 = err2: false

针对err1 = (*T)(nil)这种赋值，非空接口类型变量的类型信息并不为空，数据指针为空，因此与nil(0x0,0x0)不能画等号注意 因此文章开头returnsError返回的error接口类型变量不为nil也是这个原因。

空接口类型和非空接口类型的等值比较

func printEmptyInterfaceAndNonEmptyInterface() {
	var eif interface{} = T(5)
	var err error = T(5)
	println("eif:", eif)
	println("err:", err)
	println("eif = err:", eif == err)

	err = T(6)
	println("eif:", eif)
	println("err:", err)
	println("eif = err:", eif == err)
}

查看执行结构

eif: (0x10974c0,0x10c64f0)
err: (0x10c6ab8,0x10c64f0)
eif = err: true
eif: (0x10974c0,0x10c64f0)
err: (0x10c6ab8,0x10c64f8)
eif = err: false

空接口类型变量和非空接口类型变量内部表示的结构不同，但Go进行等值比较时，类型比较使用的是eface的_type和iface的tab._type注意。因此第6行两者之间是可以画等号的。