详解Go空结构体的3种使用场景
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发布时间：2024-09-17 00:45
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时间：2024-12-12 08:04
大家好，我是煎鱼。在Go语言中，有一个比较特殊的类型，经常会有刚接触Go的小伙伴问到，又或是不理解。
他就是Go里的空结构体（struct）的使用，常常会有看到有人使用：
%&&&&&%0还清一色的使用结构体，也不用其他类型。高度常见，也就不是一个偶发现象了，肯定是背后必然有什么原因。
今天煎鱼这篇文章带大家了解一下为什么要这么用，知其然知其所以然。
一起愉快地开始吸鱼之路。
为什么使用说白了，就是希望节省空间。但，新问题又来了，为什么不能用其他的类型来做？
这就涉及到在Go语言中”宽度“的概念，宽度描述了一个类型的实例所占用的存储空间的字节数。
宽度是一个类型的属性。在Go语言中的每个值都有一个类型，值的宽度由其类型定义，并且总是8bits的倍数。
在Go语言中我们可以借助unsafe.Sizeof方法，来获取：
//Sizeoftakesanexpressionxofanytypeandreturnsthesizeinbytes//ofahypotheticalvariablevasifvwasdeclaredviavarv=x.//Thesizedoesnotincludeanymemorypossiblyreferencedbyx.//Forinstance,ifxisaslice,Sizeofreturnsthesizeoftheslice//descriptor,notthesizeofthememoryreferencedbytheslice.//ThereturnvalueofSizeofisaGoconstant.funcSizeof(xArbitraryType)uintptr该方法能够得到值的宽度，自然而然也就能知道其类型对应的宽度是多少了。
我们对应看看Go语言中几种常见的类型宽度大小：
funcmain(){varaintvarbstringvarcboolvard[3]int32vare[]stringvarfmap[string]boolfmt.Println(unsafe.Sizeof(a),unsafe.Sizeof(b),unsafe.Sizeof(c),unsafe.Sizeof(d),unsafe.Sizeof(e),unsafe.Sizeof(f),)}输出结果：
816112248你可以发现我们列举的几种类型，只是单纯声明，我们也啥没干，依然占据一定的宽度。
如果我们的场景，只是占位符，那怎么办，系统里的开销就这么白白浪费了？
空结构体的特殊性空结构体在各类系统中频繁出现的原因之一，就是需要一个占位符。而恰恰好，Go空结构体的宽度是特殊的。
如下：
funcmain(){varsstruct{}fmt.Println(unsafe.Sizeof(s))}输出结果：
0空结构体的宽度是很直接了当的0，即便是变形处理：
typeSstruct{Astruct{}Bstruct{}}funcmain(){varsSfmt.Println(unsafe.Sizeof(s))}其最终输出结果也是0，完美切合人们对占位符的基本诉求，就是占着坑位，满足基本输入输出就好。
但这时候问题又出现了，为什么只有空结构会有这种特殊待遇，其他类型又不行？
这是Go编译器在内存分配时做的优化项
//baseaddressforall0-byteallocationsvarzerobaseuintptrfuncmallocgc(sizeuintptr,typ*_type,needzerobool)unsafe.Pointer{...ifsize==0{returnunsafe.Pointer(&zerobase)}}当发现size为0时，会直接返回变量zerobase的引用，该变量是所有0字节的基准地址，不占据任何宽度。
因此空结构体的广泛使用，是Go开发者们借助了这个小优化，达到了占位符的目的。
使用场景了解清楚为什么空结构作为占位符使用的原因后，我们更进一步了解其真实的使用场景有哪些。
主要分为三块：
实现方法接收者。
实现集合类型。
实现空通道。
实现方法接收者在业务场景下，我们需要将方法组合起来，代表其是一个”分组“的，便于后续拓展和维护。
但是如果我们使用：
typeTstringfunc(s*T)Call()又似乎有点不大友好，因为作为一个字符串类型，其本身会占据定的空间。
这种时候我们会采用空结构体的方式，这样也便于未来针对该类型进行公共字段等的增加。如下：
typeTstruct{}func(s*T)Call(){fmt.Println("脑子进煎鱼了")}funcmain(){varsTs.Call()}在该场景下，使用空结构体从*度来考量是最合适的，易拓展，省空间，最结构化。
另外你会发现，其实你在日常开发中下意识就已经这么做了，你可以理解为设计模式和日常生活相结合的另类案例。
实现集合类型在Go语言的标准库中并没有提供集合（Set）的相关实现，因此一般在代码中我们图方便，会直接用map来替代。
但有个问题，就是集合类型的使用，只需要用到key（键），不需要value（值）。
这就是空结构体大战身手的场景了：
//Sizeoftakesanexpressionxofanytypeandreturnsthesizeinbytes//ofahypotheticalvariablevasifvwasdeclaredviavarv=x.//Thesizedoesnotincludeanymemorypossiblyreferencedbyx.//Forinstance,ifxisaslice,Sizeofreturnsthesizeoftheslice//descriptor,notthesizeofthememoryreferencedbytheslice.//ThereturnvalueofSizeofisaGoconstant.funcSizeof(xArbitraryType)uintptr0空结构体作为占位符，不会额外增加不必要的内存开销，很方便的就是解决了。
实现空通道在Gochannel的使用场景中，常常会遇到通知型channel，其不需要发送任何数据，只是用于协调Goroutine的运行，用于流转各类状态或是控制并发情况。
如下：
funcmain(){%&&&&&%0gofunc(){time.Sleep(1*time.Second)close(ch)}()fmt.Println("脑子好像进...")<-chfmt.Println("煎鱼了！")}输出结果：
//Sizeoftakesanexpressionxofanytypeandreturnsthesizeinbytes//ofahypotheticalvariablevasifvwasdeclaredviavarv=x.//Thesizedoesnotincludeanymemorypossiblyreferencedbyx.//Forinstance,ifxisaslice,Sizeofreturnsthesizeoftheslice//descriptor,notthesizeofthememoryreferencedbytheslice.//ThereturnvalueofSizeofisaGoconstant.funcSizeof(xArbitraryType)uintptr2该程序会先输出”脑子好像进...“后，再睡眠一段时间再输出"煎鱼了！"，达到间断控制channel的效果。
由于该channel使用的是空结构体，因此也不会带来额外的内存开销。
总结在今天这篇文章中，给大家介绍了Go语言中几种常见类型的宽度，并且基于开头的问题”空结构体“进行了剖析。
最后分析了在业内代码最常见的三种模式，进入真实场景。不知道你以前是否有过类似本文的疑惑呢？
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