Go String 解析

什么是字符串？

在 Go 中，字符串是一个 (可能为空) 不可变的字节序列。对于我们来说，这里的关键词是 不可变。因为字节片是可变的，所以在 string 和 []byte 之间进行转换通常需要分配和复制，这是很昂贵的。

在幕后，Go 的字符串 (当前) 表示为 长度和指向字符串数据的指针.

什么是字符串驻留？

考虑这段代码:

b := []byte("hello")
s := string(b)
t := string(b)

s 和 t 是字符串，因此它们都有长度和数据指针。它们的长度显然是相同的。那它们的数据指针呢？

Go 语言无法为我们提供直接的查找方法。但是我们可以使用 unsafe 来探查：

func pointer(s string) uintptr {
    p := unsafe.Pointer(&s)
    h := *(*reflect.StringHeader)(p)
    return h.Data
}

(此函数应返回 unsafe.Pointer。详见 Go 问题 19367。)

如果我们 fmt.Println(pointer(s), pointer(t))，我们会得到类似 4302664 4302632 的信息。指针是不同的；它们有两个单独的数据副本 hello。

(这是一个练习链接。如果你想要尝试，将 "hello" 变成 "h" 会发生什么情况？解释 )

假设您希望重新使用数据 hello 的单个副本？这就是字符串驻留。字符串驻留有两个优点。明显的一个优点是，你不需要分配和复制数据。另一个优点是它加快了字符串相等性检查的速度。如果两个字符串具有相同的长度和相同的数据指针，则它们是相等的；没有必要检查字节。

从 Go 1.14 开始，Go 不会驻留大多数字符串。与其它形式的缓存一样，驻留也有成本：并发安全性的同步，垃圾收集器的复杂性，以及每次创建字符串时要执行的额外代码。而且，就像缓存一样，在某些情况下它是有害的，而不是有用的。如果你在处理字典里的单词，则任何单词都不会出现两次，这时，字符串驻留既浪费时间又浪费内存。

手动字符串驻留

可以在 Go 中手动驻留字符串。我们需要的是一种在给定字节切片 (byte slice) 的情况下寻找现有字符串以重新使用的方法，也许使用诸如 map[[]byte]string 之类的方法。如果查找成功，则使用现有字符串；如果失败，我们将转换并存储该字符串以备将来使用。

这里只有一个问题：您不能使用 []byte 作为 map 的键。

多亏了长期的编译器优化，我们可以使用 map[string]string 代替。这里有一个优化，键是转换后字节切片的 map 操作实际上不会生成在查找期间会用到的新字符串。

m := make(map[string]string)
b := []byte("hello")
s := string(b) // 分配了
_ = m[string(b)] // 不分配！

(类似的优化适用于其他情况，在这些情况下，编译器可以证明转换后的字节切片在使用过程中不会被修改，例如 switch string(b)，当所有 switch 情况都没有副作用时。)

驻留字符串所需的全部代码是这样的：

func intern(m map[string]string, b []byte) string {
    // 查找一个存在的字符串来重用
    c, ok := m[string(b)]
    if ok {
        // 找到一个存在的字符串
        return c
    }
    // 没有找到，所以制作一个并且存储它
    s := string(b)
    m[s] = s
    return s
}

很简单

新出现的困难（并发症）

请注意，这个手动驻留例程将驻留问题推入了调用代码。您需要管理对 map 的并发访问；您需要确定 map (以及其中的所有内容) 的生命周期；并且您每次需要字符串时都需要付出 map 查找的额外费用。

将这些决定推到调用代码上可以产生更好的性能。例如，假设您正在将 json 解码为 map[string]interface{}。json 解码器可能不是并发的。map 的生命周期可以绑定到 json 解码器。并且此 map 的键很可能会经常重复，这是字符串驻留的最佳情况；这使得额外的 map 查找成本值得。

一个助手包

如果您不想考虑这些并发症中的任何一个，并且愿意接受轻微的性能损失，并且有字符串驻留可能会有所帮助的代码，则有一个为此的包：github.com/josharian/intern。

它的工作原理是可怕的滥用 sync.Pool。它将驻留 maps 存储在 sync.Pool 中，根据需要检索它们。这很好的解决了并发访问问题，因为 sync.Pool 的访问是并发安全的。它主要解决了生存期问题，因为在 sync.Pool 中的内容通常最终会被垃圾收集。(有关管理生存期的相关阅读，请参阅 Go issue 29696。)

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