Dig101: Go 之 interface 调用的一个优化点

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今天谈下上文( Dig101:Go之读懂interface的底层设计 )留下的那个问题：

为什么对于以下 interface Stringer 和构造类型 Binary

下面代码 conversion 会调用转换函数 convT64 ，而 devirt 不会调用？

func conversion() {
  var b Stringer
  var i Binary = 1
  b = i //convT64
  _ = b.String()
}

func devirt() {
  var b Stringer = Binary(1)
  _ = b.String() //static call Binary.String
}

这里可以使用 ssa 可视化工具查看，更容易了解每行代码的编译过程

如

GOSSAFUNC=main go1.14 build types/interface/interface.go

生成 ssa.html

事有蹊跷，必是优化！

搜索发现相关 issue Devirtualize calls when concrete type behind interface is statically known ^[1] 和提交 De-virtualize interface calls ^[2]

原来这个是为了优化如果 interface 内部的构造类型如果可以内联后被静态推断出来的话，就将其直接重写为静态调用

最初主要希望避免一些 interface 调用的 gc 压力（interface 调用在逃逸分析时，会使函数的接受者( receiver )和参数( argument )逃逸到堆上（而不是留在栈上），增加 gc 压力。不过这一点目前还未实现，参见 Use devirtualization in escape analysis ^[3] ）

暂时先优化为静态调用避免转换调用（ convXXX ），减少代码大小和提升细微的性能

摘录主要处理点如下：

// 对iface=类指针（pointer-shaped）构造类型 记录itab
// 用于后续优化掉 OCONVIFACE
cmd/compile/internal/gc/subr.go:implements
  if isdirectiface(t0) && !iface.IsEmptyInterface() {
    itabname(t0, iface)
  }
cmd/compile/internal/gc/reflect.go:itabname
  itabs = append(itabs, itabEntry{t: t, itype: itype, lsym: s.Linksym()})
// 编译前，获取itabs
cmd/compile/internal/gc/reflect.go:peekitabs
// ssa时利用函数内联和itabs推断可重写为静态调用，避免convXXX
cmd/compile/internal/ssa/rewrite.go:devirt

Go 编译步骤相关参见 Go compiler ^[4]

这种优化对于常见的返回 interface 的构造函数还是有帮助的。

func New() Interface { return &impl{...} }

要注意返回构造类型需为 类指针 才可以。

我们可以利用这一点来应用此 interface 调用优化

想了解更多，可以查看 Devirtualize 的测试代码 ^[5]

本文代码见 NewbMiao/Dig101-Go ^[6]

参考资料