go 语言 interface{} 的易错点

一，interface 介绍

如果说 goroutine 和 channel 是 go 语言并发的两大基石，那 interface 就是 go 语言类型抽象的关键。在实际项目中，几乎所有的数据结构最底层都是接口类型。说起 C++ 语言，我们立即能想到是三个名词：封装、继承、多态。go 语言虽然没有严格意义上的对象，但通过 interface，可以说是实现了多态性。（由以组合结构体实现了封装、继承的特性）

go 语言中支持将 method、struct、struct 中成员定义为 interface 类型，使用 struct 举一个简单的栗子

 package main

 type animal interface {
     Move()
 }

 type bird struct{}

 func (self *bird) Move() {
     println("bird move")
 }

 type beast struct{}

 func (self *beast) Move() {
     println("beast move")
 }

 func animalMove(v animal) {
     v.Move()
 }

 func main() {
     var a *bird
     var b *beast
     animalMove(a) // bird move
     animalMove(b) // beast move
 }

使用 go 语言的 interface 特性，就能实现多态性，进行泛型编程。

二，interface 原理

如果没有充分了解 interface 的本质，就直接使用，那最终肯定会踩到很深的坑，要用就先要了解，先来看看 interface 源码

 type eface struct {
     _type *_type
     data  unsafe.Pointer
 }

 type _type struct {
     size       uintptr // type size
     ptrdata    uintptr // size of memory prefix holding all pointers
     hash       uint32  // hash of type; avoids computation in hash tables
     tflag      tflag   // extra type information flags
     align      uint8   // alignment of variable with this type
     fieldalign uint8   // alignment of struct field with this type
     kind       uint8   // enumeration for C
     alg        *typeAlg  // algorithm table
     gcdata    *byte    // garbage collection data
     str       nameOff  // string form
     ptrToThis typeOff  // type for pointer to this type, may be zero
 }

可以看到 interface 变量之所以可以接收任何类型变量，是因为其本质是一个对象，并记录其类型和数据块的指针。（其实 interface 的源码还包含函数结构和内存分布，由于不是本文重点，有兴趣的同学可以自行了解）

三，interface 判空的坑

对于一个空对象，我们往往通过 if v == nil 的条件语句判断其是否为空，但在代码中充斥着 interface 类型的情况下，很多时候判空都并不是我们想要的结果（其实了解或聪明的同学从上述 interface 的本质是对象已经知道我想要说的是什么）

 package main

 type animal interface {
     Move()
 }

 type bird struct{}

 func (self *bird) Move() {
     println("bird move")
 }

 type beast struct{}

 func (self *beast) Move() {
     println("beast move")
 }

 func animalMove(v animal) {
     if v == nil {
         println("nil animal")
     }
     v.Move()
 }

 func main() {
     var a *bird   // nil
     var b *beast  // nil
     animalMove(a) // bird move
     animalMove(b) // beast move
 }

还是刚才的栗子，其实在 go 语言中 var a *bird 这种写法，a 只是声明了其类型，但并没有申请一块空间，所以这时候 a 本质还是指向空指针，但我们在 aminalMove 函数进行判空是失败的，并且下面的 v.Move() 的调用也是成功的，本质的原因就是因为 interface 是一个对象，在进行函数调用的时候，就会将 bird 类型的空指针进行隐式转换，转换成实例的 interface animal 对象，所以这时候 v 其实并不是空，而是其 data 变量指向了空。这时候看着执行都正常，那什么情况下坑才会绊倒我们呢？只需要加一段代码

 package main

 type animal interface {
     Move()
 }

 type bird struct {
     name string
 }

 func (self *bird) Move() {
     println("bird move %s", self.name) // panic
 }

 type beast struct {
     name string
 }

 func (self *beast) Move() {
     println("beast move %s", self.name) // panic
 }

 func animalMove(v animal) {
     if v == nil {
         println("nil animal")
     }
     v.Move()
 }

 func main() {
     var a *bird   // nil
     var b *beast  // nil
     animalMove(a) // panic
     animalMove(b) // panic
 }

在代码中，我们给派生类添加 name 变量，并在函数的实现中进行调用，就会发生 panic，这时候的 self 其实是 nil 指针。所以这里坑就出来了。有些人觉得这类错误谨慎一些还是可以避免的，那是因为我们是正向思维去代入接口，但如果反向编程就容易造成很难发现的 bug

 package main

 type animal interface {
     Move()
 }

 type bird struct {
     name string
 }

 func (self *bird) Move() {
     println("bird move %s", self.name)
 }

 type beast struct {
     name string
 }

 func (self *beast) Move() {
     println("beast move %s", self.name)
 }

 func animalMove(v animal) {
     if v == nil {
         println("nil animal")
     }
     v.Move()
 }

 func getBirdAnimal(name string) *bird {
     if name != "" {
         return &bird{name: name}
     }
     return nil
 }

 func main() {
     var a animal
     var b animal
     a = getBirdAnimal("big bird")
     b = getBirdAnimal("") // return interface{data:nil}
     animalMove(a) // bird move big bird
     animalMove(b) // panic
 }

这里我们看到通过函数返回实例类型指针，当返回 nil 时，因为接收的变量为接口类型，所以进行了隐性转换再次导致了 panic（这类反向转换很难发现）。

那我们如何处理上述这类问题呢。我这边整理了三个点

1，充分了解 interface 原理，使用过程中需要谨慎小心

2，谨慎使用泛型编程，接收变量使用接口类型，也需要保证接口返回为接口类型，而不应该是实例类型

3，判空是使用反射 typeOf 和 valueOf 转换成实例对象后再进行判空