Golang 语法到底是怎么回事？gdb调一调？

发表于 3年以前 | 总阅读数：1436 次

“ 上一篇用gdb分析了golang的数据结构，这一期分析golang的语法。”

Golang语法到底是怎么回事？

golang关键字编译之后是什么样子，会展开成什么样。

range

range其实展开本质上和普通的for循环展开是一样的。只不过边界条件的判断稍微有点不一样。

for 初始化; 判断条件; 递进 {
}

只不过编译器帮你来做了判断条件和递进（旁白：还是那句话，Golang那么高级，是因为编译器帮你干了好多事）。下面分别看几个类型遇到 range 是怎么回事，最主要的抓住边界条件是啥即可。

array / slice

边界条件：是否超过数组长度（len）

编译器做了什么？拿slice变量或者array变量来说。

取出连续内存元素长度（数组是静态编译就知道的，slice是从len变量里取的）
每次循环判断是否超出长度
递进

解析下这段代码就知道了

3    func main() {
4        var s []int = []int{11,12,13}
5
6        for i, n:= range s {
7            println(i, n)
8        }

反汇编看下：

… 
   // 比较
0x000000000044ec4f <+159>:    mov    0x20(%rsp),%rax。// 0x20($rsp) 存的就是 len字段 
0x000000000044ec54 <+164>:    cmp    %rax,0x28(%rsp)   // 递进的数字index: 0x28($rsp) 和len 比较

   // 跳转分支
0x000000000044ec59 <+169>:    jl     0x44ec5d <main.main+173>
0x000000000044ec5b <+171>:    jmp    0x44ecc8 <main.main+280>

// 业务逻辑

   // 递进
0x000000000044ecbe <+270>:    inc    %rax

map

边界条件：是否还有下一个值。mapiternext -> hiter != nil

map遇到range稍微有点不一样，是通过runtime.mapiternext来获取边界值，并且判断边界值是通过这个调用是否为0来判断的。

// 初始化迭代器
   0x0000000000450157 <+487>:    callq  0x40bb70 <runtime.mapiterinit>
   0x000000000045015c <+492>:    jmp    0x45015e <main.main+494>

   // 判断是否有元素可以继续迭代
   0x000000000045015e <+494>:    cmpq   $0x0,0xb8(%rsp)
   0x0000000000450167 <+503>:    jne    0x45016e <main.main+510>   // 非0，还有元素，可以继续迭代
   0x0000000000450169 <+505>:    jmpq   0x450207 <main.main+663>.  // 跳出循环
   0x000000000045016e <+510>:    mov    0xc0(%rsp),%rax

   // 业务逻辑

   // 获取到下一个值
   0x00000000004501fd <+653>:    callq  0x40be30 <runtime.mapiternext>

channel

边界调节：是否close

对于channel是调用runtime.chanrecv1展开的，边界值是channel关闭，所以这里如果没有close，就会永远阻塞。

// 迭代开始

   // 赋值chanrecv2的参数
   0x000000000044ec89 <+153>:    mov    0x38(%rsp),%rax
   0x000000000044ec8e <+158>:    mov    %rax,(%rsp)
   0x000000000044ec92 <+162>:    lea    0x28(%rsp),%rax
   0x000000000044ec97 <+167>:    mov    %rax,0x8(%rsp)
=> 0x000000000044ec9c <+172>:    callq  0x404d60 <runtime.chanrecv2>  // channel未关闭就有可能是阻塞在这里

   // 判读是否满足边界条件
   0x000000000044eca6 <+182>:    mov    %al,0x1f(%rsp)
   0x000000000044ecaa <+186>:    test   %al,%al                        // 判断是否满足边界条件close
   0x000000000044ecac <+188>:    jne    0x44ecb0 <main.main+192>
   0x000000000044ecae <+190>:    jmp    0x44ece4 <main.main+244>

   // 业务逻辑

   // 直接调到153开始
   0x000000000044ece2 <+242>:    jmp    0x44ec89 <main.main+153>

// chanrecv receives on channel c and writes the received data to ep.
// ep may be nil, in which case received data is ignored.
// If block == false and no elements are available, returns (false, false).
// Otherwise, if c is closed, zeros *ep and returns (true, false).
// Otherwise, fills in *ep with an element and returns (true, true).
// A non-nil ep must point to the heap or the caller's stack.
func chanrecv(c *hchan, ep unsafe.Pointer, block bool) (selected, received bool) {

select

select 展开成 selectgo . 有几个需要注意的：

1 . select运行一次其实就是调用了一次 selectgo 2 . 调用selectgo之前需要计算参数，表达式会计算出值 a . 每个case传到selectgo函数里的一定是io操作；出来之后可以进行赋值操作

3 . 但是注意了，chan的io操作一定是在selectgo内部进行的

为什么能得到以上的几个结论：

因为每次selectgo调用是需要传参数的，传参数是需要构造变量的，这个时候必须计算出来。这个变量类型就是scase类型。
看selectgo的逻辑和汇编代码的生成，所有的channel io操作均在selectgo内部，涉及外部的赋值操作在外部
selectgo返回的是case的index，外部根据这个判断执行哪个case的逻辑

package main
func main() {
  c1 := make(chan int, 2)
  c2 := make(chan int, 2)
  c1<-1
  c2<-2

  select {
    case <-c1:
    println("1\n")
    case <-c2:
    println("2\n")
  }
}

挑重点：

对应关系：

chan<-
runtime.chansend1
<-chan
runtime.chanrecv1

函数

1 . 函数的调用惯例

2 . 闭包到底做了什么

函数的调用惯例

所有的参数和返回值都是通过栈来传递。这个和c不同，c是前6个参数按照惯例用寄存器rdi，rsi，rdx，rcx，r8，r9. 参数溢出之后放在栈上，返回值存rax。go的传参这样设计，性能比c差点，但是复杂性大大降低。并且返回值还能统一起来，并且容易支持多参数。

闭包到底做了什么

闭包就是带环境上下文的函数(funcval结构)。在编译的流程，有一步是专门分析变量捕捉的（分析出哪些变量会被捕捉，会和函数指针构成一个数据结构），然后才是函数编译。这样函数调用的时候，就能直接去上下文地址取变量的值了。

那么这里就要注意下，这里就有引用和值的区别，如果是和函数捆绑的是引用，那么取值的时候，就是通过反引用来取值的，修改的话也会导致这个原变量的值修改。如果是值，那么就是完全clone出来的一个变量对象。和原来的不相关。那么究竟是值，还是引用，这个要看我们业务代码怎么写，编译器才会怎么分析判断。

举个例子：

package main
func main () {
  var i int = 0
  for i = 0; i< 3; i++ {
    go func () {
        println(i) // 编译器捕捉分析，按照引用取值
    }()
  }
}

汇编代码

000000000044ec60 <main.main.func1>:
44ec60:       64 48 8b 0c 25 f8 ff    mov    %fs:0xfffffffffffffff8,%rcx
44ec67:       ff ff
44ec69:       48 3b 61 10             cmp    0x10(%rcx),%rsp
44ec6d:       76 42                   jbe    44ecb1 <main.main.func1+0x51>
44ec6f:       48 83 ec 18             sub    $0x18,%rsp
44ec73:       48 89 6c 24 10          mov    %rbp,0x10(%rsp)
44ec78:       48 8d 6c 24 10          lea    0x10(%rsp),%rbp
44ec7d:       48 8b 44 24 20          mov    0x20(%rsp),%rax      // 变量地址
44ec82:       48 8b 00                mov    (%rax),%rax          // 反引用取值
44ec85:       48 89 44 24 08          mov    %rax,0x8(%rsp)
44ec8a:       e8 b1 3f fd ff          callq  422c40 <runtime.printlock>
44ec8f:       48 8b 44 24 08          mov    0x8(%rsp),%rax
44ec94:       48 89 04 24             mov    %rax,(%rsp)
44ec98:       e8 13 47 fd ff          callq  4233b0 <runtime.printint>
44ec9d:       e8 1e 42 fd ff          callq  422ec0 <runtime.printnl>
44eca2:       e8 19 40 fd ff          callq  422cc0 <runtime.printunlock>
44eca7:       48 8b 6c 24 10          mov    0x10(%rsp),%rbp
44ecac:       48 83 c4 18             add    $0x18,%rsp
44ecb0:       c3                      retq
44ecb1:       e8 7a 82 ff ff          callq  446f30 <runtime.morestack_noctxt>
44ecb6:       eb a8                   jmp    44ec60 <main.main.func1>

另一个例子

package main
func main () {
    var i int = 0
    for i = 0; i< 3; i++ {
        v := i
        go func () {
            println(v). // 编译器捕捉分析，直接copy值，和func绑定。运行的时候，直接取值。
        }()
    }
}

汇编


000000000044ec40 <main.main.func1>:
44ec40:       64 48 8b 0c 25 f8 ff    mov    %fs:0xfffffffffffffff8,%rcx
44ec47:       ff ff
44ec49:       48 3b 61 10             cmp    0x10(%rcx),%rsp
44ec4d:       76 35                   jbe    44ec84 <main.main.func1+0x44>
44ec4f:       48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
44ec53:       48 89 6c 24 08          mov    %rbp,0x8(%rsp)
44ec58:       48 8d 6c 24 08          lea    0x8(%rsp),%rbp
44ec5d:       e8 de 3f fd ff          callq  422c40 <runtime.printlock>
44ec62:       48 8b 44 24 18          mov    0x18(%rsp),%rax               // 取值
44ec67:       48 89 04 24             mov    %rax,(%rsp)
44ec6b:       e8 40 47 fd ff          callq  4233b0 <runtime.printint>
44ec70:       e8 4b 42 fd ff          callq  422ec0 <runtime.printnl>
44ec75:       e8 46 40 fd ff          callq  422cc0 <runtime.printunlock>
44ec7a:       48 8b 6c 24 08          mov    0x8(%rsp),%rbp
44ec7f:       48 83 c4 10             add    $0x10,%rsp
44ec83:       c3                      retq

第一个例子：用的是外面的变量，编译器假设你可能有读取，修改这个变量的值，其他人也是看的到的，那么自然是用引用的方式。

第二个例子：v是一个局部变量，每一轮循环都是新的变量值，是一个非常小的作用域。直接传值的话，没有问题，因为只有这个闭包关注这个值。