版本: GO1.17
接口
Go语言中的接口，是一组方法的签名，它是Go语言的重要组成部分。使用接口能让我们写出易于测试的代码。
然而很多工程师对Go接口的了解都非常有限，也不清楚其底层原理的实现。这成为了开发高性能服务的阻碍。
本文会介绍使用接口时遇到的一些常见问题，以及它的设计与实现，包括接口的类型转换、类型断言以及动态派发机制，
帮助读者更好地理解接口类型。
概述
在计算机科学中，接口是多个组件共享的边界，不同的组件能在边界上交换信息。
如下图所示，接口的本质是引入一个新的中间层。调用方可以通过接口与具体的实现分离。
接触上下游的耦合，上层的模块不在需要依赖下层的具体模块。只需要依赖一个约定好的的接口。
GOLANG INTERFACE
┌────────┐
┌───────────────►│ module │
│ └────────┘
│
┌────────┐ ┌─────────┴─┐ ┌────────┐
│ module ├───────►│ interface ├─────────────►│ module │
└────────┘ └─────────┬─┘ └────────┘
│
│ ┌────────┐
└───────────────►│ module │
└────────┘图1 上下游通过接口解耦
这种面向接口的编程方式有着强大的生命力，无论是在框架中，还是在操作系统中，都能看到接口的身影。
可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface, POSIX）就是一个典型的例子，
它定义了应用程序接口和命令行等标准，为计算机软件带来了可移植性，只要操作系统实现了POSIX,
计算机软件就可以在不同操作系统上运行。
除了解耦有依赖关系的上下游，接口还能帮助我们隐藏底层实现，减少关注点。
人能够同时处理的信息非常有限，定义良好的接口能够隔离底层实现，让我们将重点放在当前的代码片段中。
SQL就是接口的一个例子。当我们使用SQL查询数据时，其实不需要关心底层数据库的具体实现，
我们只在乎SQL返回的结果是否符合预期。
SQL AND DATABASE
┌────────┐
┌───────────────►│ MYSQL │
│ └────────┘
│
┌─────────┴─┐ ┌────────┐
│ SQL ├─────────────►│ SQLITE │
└─────────┬─┘ └────────┘
│
│ ┌────────────┐
└───────────────►│ POSTGRESQL │
└────────────┘图2 SQL和不同数据库
类型
接口也是GO语言中的一种类型，它能够出现在变量的定义，函数的入参和放回值上。
GO语言中有两种略微不同的接口，一种是带一组方法的接口，另一种是不带任何方法的接口。
GOLANG DIFFERENT INTERFACE
┌─────────┐ ┌────────┐
│ iface │ │ eface │
└─────────┘ └────────┘
图3 Go 语言中的两种接口
Go语言使用runtime.iface表示带有一组方法的接口，使用runtime.eface表示不带任何方法的接口。
需要注意的是interface{}不是任意类型，如果我们将类型转换成了interface{}类型，
变量在运行期间的类型也会发生变化。
我们可以通过一个例子理解Go 语言的接口类型不是任意类型这一句话，下面的代码在 main 函数中初始化了一个 *Test 类型的变量，由于指针的零值是 nil，所以变量 s 在初始化之后也是 nil
package main
type Test struct{}
func main() {
var v *Test
println(v == nil) // true
var i interface{} = v
println(i == nil) // false
}由此可见，变量的赋值会触发隐式类型转换，在类型转换时，*Test会被转换成interface{}
转换后的变量，不仅包含转换前的变量，还包含变量的类型信息。所以转换后的变量不等于nil
数据结构
我们从源代码和汇编的角度分析一下接口的底层数据结构。
Go语言根据接口是否包含一组方法，将接口分为两类：
- 使用
runtime.iface表示包含方法的接口 - 使用
runtime.eface表示不包含方法的接口
runtime.eface在Go语言中的定义如下:
type eface struct { // 16 字节
_type *_type
data unsafe.Pointer
}这个结构相对简单，只包含类型和数据，从上述结构我们能推断出
Go语言的任意类型能转都能换成 runtime.eface
另一个用于表示接口的结构体是runtime.iface,这个结构体也有指向原始数据的指针 data
不过更重要的是runtime.itab类型的tab字段
type iface struct { // 16 字节
tab *itab
data unsafe.Pointer
}接下来我们将分析Go语言中的这两个接口类型
类型结构体
runtime._type是Go语言类型的运行时表示，下面是runtime包中的结构体，
其中包含了很多类型的元信息，例如类型的大小、哈希、对齐以及种类等
type _type struct {
size uintptr // 存储了类型的占用空间，为内存空间的分配提供信息
ptrdata uintptr
hash uint32 // 字段能够帮助我们快速确定类型是否相等
tflag tflag
align uint8
fieldAlign uint8
kind uint8
equal func(unsafe.Pointer, unsafe.Pointer) bool // 字段用于判断当前类型的多个对象是否相等
gcdata *byte
str nameOff
ptrToThis typeOff
}我们只需要对runtime._type结构体中的字段有个大体的概念，不需要详细理解每个字段的作用和意义。如果你需要详细了解这个数据结构,可以参考 类型系统还挺重要
itab 结构体
runtime.itab结构体是接口类型的核心组成部分，共占32字节，我们可以把其看成是接口类型和具体类型的组合inter字段表示接口类型,_type字段表示具体类型
type itab struct { // 32 字节
inter *interfacetype
_type *_type
hash uint32
_ [4]byte
fun [1]uintptr
}除了inter和_type两个字段外，上述结构体的另外两个字段也有自己的作用：
hash是对_type.hash的拷贝，当我们想将interface类型转成具体类型时,可以使用该字段快速判断目标类型和具体类型的runtime._type是否一致fun是一组方法的首地址,配合inter中的方法集使用，可以方便的定位到_type实现的方法地址
我们会在类型断言中介绍hash的使用，在动态派发中介绍fun的使用
类型断言
本节会根据接口是否包含方法分两种情况介绍类型断言的执行过程。
非空接口
首先分析非空接口，Person是一个包含方法的非空接口，我们来分析从Person转换回Chinese结构体的过程
func main() {
var p Person = &Chinese{Name: "chinese"}
switch p.(type) {
case *Chinese:
chinese := p.(*Chinese)
chinese.GetName()
}
}我们将编译得到的汇编指令分成两部分，第一部分是变量的初始化，第二部门是
类型断言。
第一部分代码如下：
00000 TEXT "".main(SB), ABIInternal, $136-0
......
00038 MOVUPS X15, ""..autotmp_6+112(SP) ;; 清空(112-128)(SP)
......
00056 MOVQ $7, ""..autotmp_6+120(SP) ;; +120(SP) = 7
00065 LEAQ go.string."chinese"(SB), SI ;; SI = &("chinese")
00072 MOVQ SI, ""..autotmp_6+112(SP) ;; +112(SP) = SI = &("chinese")
......
00082 LEAQ go.itab.*"".Chinese,"".Person(SB), SI ;; SI = &(go.itab.*"".Chinese,"".Person(SB))
00089 MOVQ SI, "".p+80(SP) ;; +80(SP) = SI = &(go.itab.*"".Chinese,"".Person(SB))
00044 LEAQ ""..autotmp_6+112(SP), DX ;; DX = &(+112(SP))
00094 MOVQ DX, "".p+88(SP) ;; +88(SP) = DX = &(+112(SP))上面的代码初始化了Person变量，Chinese结构体初始化在 (112-128)(SP) 上。
(112-120)(SP)上存的是 go.string."chinese"(SB) .也就是字符串"chinese"的地址
(120-128)(SP)上存的是 长度7Person变量初始化在 (80-96)(SP) 上。
下面进入类型转换的部分：
00099 MOVQ "".p+80(SP), DX ;; DX = &(go.itab.*"".Chinese,"".Person(SB))
00104 MOVQ "".p+88(SP), SI ;; SI = &(+112(SP)) = "chinese"
00126 MOVL 16(DX), DX ;; DX = &(go.itab.*"".Chinese,"".Person(SB)).hash
00133 CMPL DX, $-1430607797 ;; if (p.hash == *"".Chinese.hash) switch语句生成的汇编指令会将目标类型的 hash 与接口变量中的 itab.hash 进行比较：
如果二者相等，说明断言成功,可以走入分支，如果不相等，说明p变量不是*Chinese类型。
空接口
当我们使用空接口类型 interface{} 进行类型断言时,编译器从 eface._type 中获取，汇编指令仍然会使用目标类型的 hash 与变量的类型比较
func main() {
var p interface{} = &Chinese{Name: "chinese"}
switch p.(type) {
case *Chinese:
chinese := p.(*Chinese)
chinese.GetName()
}
}动态派发
动态派发是在运行期间选择具体方法执行的过程。调用接口类型的方法时，如果编译期不能确认接口的类型，Go语言会在运行期决定调用该方法的哪个实现。
func main() {
var p Person = &Chinese{Name: "chinese"}
PrintName(p)
}
func PrintName(p Person) {
name1 := p.GetName()
fmt.Println(name1)
}主要来看动态派发的过程
00000 TEXT "".PrintName(SB), ABIInternal, $208-16
00038 MOVQ AX, "".p+216(SP) ;; "".p+216(SP) = iface.tab
00046 MOVQ BX, "".p+224(SP) ;; "".p+224(SP) = iface.data
00056 MOVQ 24(AX), CX ;; CX = iface(p).tab.fun[0] = *Chinese.GetName
00060 MOVQ BX, AX ;; AX = iface(p).data = (&Chinese{Name: "chinese"})
00064 CALL CX ;; (&Chinese{Name: "chinese"}).GetName()PrintName函数接受参数为Person接口 p ,也就是一个iface结构体实例，根据1.17的调用规约，
寄存器AX,BX分别存的是iface.tab以及iface.data, 【00056】的24(AX) 是iface.tab.fun[0]
【00064】实际就是接口方法真实调用的地方。
至于【00038】【00046】为什么要把参数存起来，是因为调用接口方法后，返回值会覆盖AX,BX的值。
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用。你还可以使用@来通知其他用户。