深刻Go的底層，帶你走近一羣有追求的人

時間 2019-11-11

標籤深刻底層走近一羣追求简体版

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上週六晚上，我參加了「Go夜讀」活動，這期主要講Go彙編語言，由滴滴大佬曹春暉大神主講。活動結束後，我感受打通了任督二脈。活動從晚上9點到深夜11點多，全程深度參與，大呼過癮，以致於活動結束以後，久久不能平靜。git

能夠說理解了Go彙編語言，就可讓咱們對Go的理解上一個臺階，不少之前模棱的東西，在彙編語言面前都無所遁形了。我在活動上收穫了不少，今天我來做一個總結，但願給你們帶來啓發！github

緣起

幾周前我寫了一篇關於defer的文章：《Golang之如何輕鬆化解defer的溫柔陷阱》。這篇文章發出後不久就被GoCN的每日新聞收錄了，而後就被Go夜讀羣的大佬楊文看到了，以後被邀請去夜讀活動分享。golang

正式分享前，我又主題閱讀了不少文章，以求把defer講清楚。閱讀過程當中，我發現但凡深刻一點的文章，都會拋出Go彙編語言。因而就去搜索資料，無奈相關的資料太少，看得雲裏霧裏，最後到了真正要分享的時候也沒有徹底弄清楚。算法

夜讀活動結束以後，楊大發布了由春暉大神帶來的夜讀分享預告：《plan9 彙編入門，帶你打通應用和底層》。我得知這個消息後，很是激動！終於有牛人能夠講講Go彙編語言了，聽完以後估計會有很大提高，也能搞懂defer的底層原理了！shell

接着，我發現，春暉大神居然和我在同一個公司！我在公司內網上搜到了他寫的plan9彙編相關文章，發佈到Go夜讀的github上。我提早花時間預習完了文章，整理出了遇到的問題。編程

週六晚上9點準時開講，曹大的準備很充分！原來1個小時的時間被拉長到了2個多小時，而曹大精力和反應一直很迅速，問的問題很快就能獲得回答。我全程和曹大直接對話，感受簡直不要太爽！網絡

這篇文章既是對此次夜讀的總結，也是爲了宣傳一下Go夜讀活動。那裏是一羣有追求的人，他們每週都會聚在一塊兒，經過網絡，探討Go語言的方方面面。我相信，參與的人都會有不少不一樣的收穫。ide

我直接參與的Go夜讀活動有三期，一期分享，兩期聽講，每次都有不少的收穫。函數

自我介紹的技巧

不少人都不知道怎麼作好一個自我介紹，要麼含糊其辭，介紹完你們都不知道你講了什麼；要麼說了半天無效的信息，你們並不關心的事情，搞得很尷尬。其實自我介紹沒那麼難，掌握套路後，是能夠作得很好的！

我在上上期Go夜讀分享的時候，用一張PPT完成了自我介紹。包含了四個方面：我的基本信息、出如今此時此地的緣由、我能帶來的幫助、我但願獲得的幫助。

我的基本信息包括你叫什麼名字，是哪裏人，在什麼地方工做，畢業於哪一個學校，有什麼興趣愛好……這些基本的屬性。這些信息可讓你們快速造成對你的直觀認識。

出如今此時此地的緣由，能夠講解你的故事。你在什麼地方經過什麼人知道了這個活動，而後由於什麼打動你來參加……經過故事能夠迅速拉近與現場其餘參與者的距離。

我能帶來的幫助，參加活動的人都是想獲取一些東西的：知識、經驗、見聞等等。可是，咱們不能只索取，不付出。所以，能夠講講你能夠提供的幫助。好比我能夠聯繫場地，我會寫宣傳文章等等，你能夠講出你獨特的價值。

我但願獲得的幫助。每一個參與的人都但願從活動中得到本身想要的東西，正是由於此，這個活動對於參與者纔有意義，也纔會持續下去的動力。

這四個方面，能夠組成一個很是精彩的自我介紹。它最先是我在聽羅胖的《羅輯思惟》聽到的，我把它寫進了個人人生算法裏，今天推薦給你們。但願你們之後在須要自我介紹的場合有話可說，並且能說的精彩。

硬核知識點

什麼是plan9彙編

咱們知道，CPU是隻認二進制指令的，也就是一串的0101；人類沒法記住這些二進制碼，因而發明了彙編語言。彙編語言其實是二進制指令的文本形式，它與指令能夠一一對應。

每一種CPU指令都是不同的，所以對應的彙編語言也就不同。人類寫完彙編語言後，把它轉換成二進制碼，就能夠被機器執行了。轉換的動做由編譯器完成。

Go語言的編譯器和彙編器都帶了一個-S參數，能夠查看生成的最終目標代碼。經過對比目標代碼和原始的Go語言或Go彙編語言代碼的差別能夠加深對底層實現的理解。

Go彙編語言實際上來源於plan9彙編語言，而plan9彙編語言最初來源於Go語言做者之一的Ken Thompson爲plan9系統所寫的C語言編譯器輸出的彙編僞代碼。這裏強烈推薦一下春暉大神的新書《Go語言高級編程》，即將上市，電子版的點擊閱讀原文能夠看到地址，書中有一整個章節講Go的彙編語言，很是精彩！

理解Go的彙編語言，哪怕只是一點點，都能對Go的運行機制有更深刻的理解。好比咱們之前講的defer，若是從Go源碼編譯後的彙編代碼來看，就能深入地掌握它的底層原理。再好比，不少文章都會分析Go的函數參數傳遞都是值傳遞，若是把彙編代碼秀出來，很容易就能得出結論。

彙編角度看函數調用及返回過程

假設咱們有一個這樣年幼無知的例子，求兩個int的和，Go源碼以下：

package main

func main() {
    _ = add(3,5)
}

func add(a, b int) int {
    return a+b
}

使用以下命令獲得彙編代碼：

go tool compile -S main.go

go tool compile命令用於調用Go語言提供的底層命令工具，其中-S參數表示輸出彙編格式。

咱們如今只關心add函數的彙編代碼：

"".add STEXT nosplit size=19 args=0x18 locals=0x0
        0x0000 00000 (main.go:7)        TEXT    "".add(SB), NOSPLIT, $0-24
        0x0000 00000 (main.go:7)        FUNCDATA        $0, gclocals·54241e171da8af6ae173d69da0236748(SB)
        0x0000 00000 (main.go:7)        FUNCDATA        $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
        0x0000 00000 (main.go:7)        MOVQ    "".b+16(SP), AX
        0x0005 00005 (main.go:7)        MOVQ    "".a+8(SP), CX
        0x000a 00010 (main.go:8)        ADDQ    CX, AX
        0x000d 00013 (main.go:8)        MOVQ    AX, "".~r2+24(SP)
        0x0012 00018 (main.go:8)        RET

看不懂不要緊，我目前也不是所有都懂，可是對於理解一個函數調用的總體過程而言，足夠了。

0x0000 00000 (main.go:7)        TEXT    "".add(SB), NOSPLIT, $0-24

這一行表示定義add這個函數，最後的數字$0-24，其中0表示函數棧幀大小爲0；24表示參數及返回值的大小：參數是2個int型變量，返回值是1個int型變量，共24字節。

再看中間這四行：

0x0000 00000 (main.go:7)        MOVQ    "".b+16(SP), AX
        0x0005 00005 (main.go:7)        MOVQ    "".a+8(SP), CX
        0x000a 00010 (main.go:8)        ADDQ    CX, AX
        0x000d 00013 (main.go:8)        MOVQ    AX, "".~r2+24(SP)

代碼片斷中的第1行，將第2個參數b搬到AX寄存器；第2行將1個參數a搬到寄存器CX；第3行將a和b相加，相加的結果搬到AX；最後一行，將結果搬到返回參數的地址，這段彙編代碼很是簡單，來看一下函數調用者和被調者的棧幀圖：

(SP)指棧頂，b+16(SP)表示參數1的位置，從SP往上增長16個字節，注意，前面的b僅表示一個標號；一樣，a+8(SP)表示實參0；~r2+24(SP)則表示返回值的位置。

具體能夠看下面的圖：

上面add函數的棧幀大小爲0，其實更通常的調用者與被調用者的棧幀示意圖以下：

最後，執行RET指令。這一步把被調用函數add棧幀清零,接着，彈出棧頂的返回地址，把它賦給指令寄存器rip，而返回地址就是main函數裏調用add函數的下一行。

因而，又回到了main函數的執行環境，add函數的棧幀也被銷燬了。可是注意，這塊內存是沒有被清零的，清零動做是以後再次申請這塊內存的時候要作的事。好比，聲明瞭一個int型變量，它的默認值是0，清零的動做是在這裏完成的。

這樣，main函數完成了函數調用，也拿到了返回值，完美。

彙編角度看slice

再來看一個例子，咱們來看看slice的底層究竟是什麼。

package main

func main() {
    s := make([]int, 3, 10)
    _ = f(s)
}

func f(s []int) int {
    return s[1]
}

用上面一樣的命令獲得彙編代碼，咱們只關注f函數的彙編代碼：

"".f STEXT nosplit size=53 args=0x20 locals=0x8
        // 棧幀大小爲8字節，參數和返回值爲32字節
        0x0000 00000 (main.go:8)        TEXT    "".f(SB), NOSPLIT, $8-32
        // SP棧頂指針下移8字節
        0x0000 00000 (main.go:8)        SUBQ    $8, SP
        // 將BP寄存器的值入棧
        0x0004 00004 (main.go:8)        MOVQ    BP, (SP)
        // 將新的棧頂地址保存到BP寄存器
        0x0008 00008 (main.go:8)        LEAQ    (SP), BP
        0x000c 00012 (main.go:8)        FUNCDATA        $0, gclocals·4032f753396f2012ad1784f398b170f4(SB)
        0x000c 00012 (main.go:8)        FUNCDATA        $1, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
        // 取出slice的長度len
        0x000c 00012 (main.go:8)        MOVQ    "".s+24(SP), AX
        // 比較索引1是否超過len
        0x0011 00017 (main.go:9)        CMPQ    AX, $1
        // 若是超過len，越界了。跳轉到46
        0x0015 00021 (main.go:9)        JLS     46
        // 將slice的數據首地址加載到AX寄存器
        0x0017 00023 (main.go:9)        MOVQ    "".s+16(SP), AX
        // 將第8byte地址的元素保存到AX寄存器，也就是salaries[1]
        0x001c 00028 (main.go:9)        MOVQ    8(AX), AX
        // 將結果拷貝到返回參數的位置（y）
        0x0020 00032 (main.go:9)        MOVQ    AX, "".~r1+40(SP)
        // 恢復BP的值
        0x0025 00037 (main.go:9)        MOVQ    (SP), BP
        // SP向上移動8個字節
        0x0029 00041 (main.go:9)        ADDQ    $8, SP
        // 返回
        0x002d 00045 (main.go:9)        RET
        0x002e 00046 (main.go:9)        PCDATA  $0, $1
        // 越界，panic
        0x002e 00046 (main.go:9)        CALL    runtime.panicindex(SB)
        0x0033 00051 (main.go:9)        UNDEF
        0x0000 48 83 ec 08 48 89 2c 24 48 8d 2c 24 48 8b 44 24  H...H.,$H.,$H.D$
        0x0010 18 48 83 f8 01 76 17 48 8b 44 24 10 48 8b 40 08  .H...v.H.D$.H.@.
        0x0020 48 89 44 24 28 48 8b 2c 24 48 83 c4 08 c3 e8 00  H.D$(H.,$H......
        0x0030 00 00 00 0f 0b                                   .....
        rel 47+4 t=8 runtime.panicindex+0

經過上面的彙編代碼，咱們畫出函數調用的棧幀圖：

咱們能夠清晰地看到，一個slice本質上是用一個數據首地址，一個長度Len，一個容量Cap。因此在參數是slice的函數裏，對slice的操做會影響到實參的slice。