惊！空 struct 地址竟然不相等

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mb5fd86d5f5874e 2021-02-25 09:55:07 ©著作权

文章标签 java 文章分类 Java 后端开发

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Go 语言里的空 struct{} 是一个特殊的结构，因为编译器优化的关系，会导致我们拿空 struct 指针做比较的时候出现一些意外的结果。之前有人提过相关的 issue，不过还是值得我们简单研究一番。

官方 spec 中对此的描述是："Pointers to distinct zero-size variables may or may not be equal."，来看看实现上具体为什么会是这样的。

package main
import "fmt"
func main() {  a := new(struct{})  b := new(struct{})  println(a, b, a == b)
  c := new(struct{})  d := new(struct{})  fmt.Println(c, d, c == d)}

结果可能让你很惊讶：

0xc00007af1f 0xc00007af1f false&{} &{} true

如果之前碰到过给程序加上 fmt.Println 就导致结果变化的情况的同学，可能会想到这里的原因，是和逃逸分析相关。(可以参考这两个 issue ：8618 和 31317)

没错：

~/test git:master ❯❯❯ cat -n true.go                                                                              ✱ ◼     1 package main     2     3 import "fmt"     4     5 func main() {     6 a := new(struct{})     7 b := new(struct{})     8 println(a, b, a == b)     9    10 c := new(struct{})    11 d := new(struct{})    12 fmt.Println(c, d, c == d)    13 }~/test git:master ❯❯❯ go run -gcflags="-m" true.go
# command-line-arguments./true.go:12:13: inlining call to fmt.Println./true.go:6:10: main new(struct {}) does not escape./true.go:7:10: main new(struct {}) does not escape./true.go:10:10: new(struct {}) escapes to heap./true.go:11:10: new(struct {}) escapes to heap./true.go:12:13: c escapes to heap./true.go:12:13: d escapes to heap./true.go:12:22: c == d escapes to heap./true.go:12:13: main []interface {} literal does not escape./true.go:12:13: io.Writer(os.Stdout) escapes to heap<autogenerated>:1: (*File).close .this does not escape0xc00007af1f 0xc00007af1f false&{} &{} true

在 fmt.Println 中单独出现了 c，所以 c = new 的时候就发生了逃逸，d 也同理：

未逃逸：a，b
逃逸：c，d

看过一点 go runtime 代码的同学应该知道，在 runtime 里有这么个东西：

// base address for all 0-byte allocationsvar zerobase uintptr

0 大小的内存分配均会指向该变量地址，所谓的 0 字节，主要就是这种空 struct。不过这里没说清楚的是，只有在堆上分配的 0 大小的 struct 才会指向该地址：

package main
import "fmt"
var a = new(struct{}) // 堆上
func main() {  var b = new(struct{})  fmt.Println(b/*这里单独打印了，所以 b escape 到堆上*/, a == b)}

那么空 struct 逃逸之后其实都是同一个变量，地址相等，我们是可以理解了。

没逃逸的 a 和 b 为什么地址不相等呢？这里可以祭出 SSA 大法：

~/test git:master ❯❯❯ sudo GOSSAFUNC=main go build true.go

惊！空 struct 地址竟然不相等_java

可以看到这个 false，其实是在代码优化阶段(opt)直接被编译后端作为常量优化掉了，直接转成了 false。

所以我们本能地以为 == 是在做指针比较，但是常量优化会替我们做出不那么符合直觉的判断，直接把 a == b rewrite 为 false。

问题到这里也就结束了，既然我们知道这里是优化阶段做的，那是不是我们把优化关闭就会导致输出 true 呢？

确实是的：

~/test git:master ❯❯❯ cat true.go
package main
import "fmt"
func main() { a := new(struct{}) b := new(struct{}) println(a, b, a == b)
 c := new(struct{}) d := new(struct{}) fmt.Println(c, d, c == d)}
~/test git:master ❯❯❯ go run -gcflags="-N -l" true.go
0xc00007aece 0xc00007aece true&{} &{} true