Go 部落格
新專屬套件
Go 1.23 的標準函式庫現包含 新套件 unique。這個套件的目的是啟用可比值正規化。換言之，此套件讓您重複使用值，以便指向單一 正規的唯一副本，並在後端有效管理正規副本。您可能已熟悉這個稱為 “實習” 的概念。讓我們深入瞭解其運作方式以及其用處。
實作實習的簡易方法
在高層面上，實習非常簡單。請參閱下方的程式碼範例，其中只使用一般地圖重複使用字串。
var internPool map[string]string
// Intern returns a string that is equal to s but that may share storage with
// a string previously passed to Intern.
func Intern(s string) string {
pooled, ok := internPool[s]
if !ok {
// Clone the string in case it's part of some much bigger string.
// This should be rare, if interning is being used well.
pooled = strings.Clone(s)
internPool[pooled] = pooled
}
return pooled
}
當您建構可能會重複出現大量字串時，此方法很有用，例如分析文字格式時。
實作非常簡單，同時在某些案例中也相當好用，但有幾個問題
- 它永遠不會從池中移除字串。
- 無法由多個執行緒同時安全使用它。
- 儘管這個概念很一般，但它只適用於字串。
此實作中還有一項錯失的機會，而且很微妙。在底層，字串是不可變結構，由指標和長度組成。在比較兩個字串時，如果指標不相等，則必須比較其內容才能決定相等性。但是，如果我們知道兩個字串已經規範化，那麼只檢查其指標就足夠了。
輸入unique套件
新的unique套件引進了一個類似於Intern的名為Make的函數。
它的作用方式與Intern大致相同。在內部，還有一個全域地圖（一個快速的通用並發地圖），而Make會在該地圖中查詢所提供的值。但它也以兩種重要的方式與Intern不同。首先，它接受任何可比較類型的值。其次，它回傳一個包裝值，一個Handle[T]，可以從中擷取規範化的值。
此Handle[T]是設計的關鍵。Handle[T]具有一個特性，即兩個Handle[T]值僅當用於建立它們的值相等時才相等。此外，兩個Handle[T]值的比較很便宜：它歸結為指標比較。與比較兩個長字串相比，便宜一整個數量級！
到目前為止，在一般 Go 程式碼中，你無法執行這些操作。
但是Handle[T]還有第二個用途：只要Handle[T]對於某個值存在，地圖就會保留該值的規範化副本。一旦所有對應於特定值Handle[T]的值消失，套件會將該內部地圖條目標記為可刪除，以便在不久的將來回收。這設定了一個明確的原則，說明何時從地圖中移除條目：當規範化條目不再被使用時，垃圾收集器就可以清理它們了。
如果你之前使用過 Lisp，所有這些聽起來或許很熟悉。Lisp 符號是規範化字串，但不是字串本身，且所有符號的字串值都保證在同一個池中。符號和字串之間的這種關係與Handle[string]和string之間的關係平行。
現實世界的範例
那麼，要如何使用unique.Make呢？不妨看看標準函式庫中的net/netip套件，它會規範化addrDetail類型的值，這是netip.Addr結構的一部分。
以下為使用 unique 的 net/netip 實際程式碼的簡略版本。
// Addr represents an IPv4 or IPv6 address (with or without a scoped
// addressing zone), similar to net.IP or net.IPAddr.
type Addr struct {
// Other irrelevant unexported fields...
// Details about the address, wrapped up together and canonicalized.
z unique.Handle[addrDetail]
}
// addrDetail indicates whether the address is IPv4 or IPv6, and if IPv6,
// specifies the zone name for the address.
type addrDetail struct {
isV6 bool // IPv4 is false, IPv6 is true.
zoneV6 string // May be != "" if IsV6 is true.
}
var z6noz = unique.Make(addrDetail{isV6: true})
// WithZone returns an IP that's the same as ip but with the provided
// zone. If zone is empty, the zone is removed. If ip is an IPv4
// address, WithZone is a no-op and returns ip unchanged.
func (ip Addr) WithZone(zone string) Addr {
if !ip.Is6() {
return ip
}
if zone == "" {
ip.z = z6noz
return ip
}
ip.z = unique.Make(addrDetail{isV6: true, zoneV6: zone})
return ip
}
由於很多 IP 位址可能使用相同區域，且此區域為其身分的一部分，因此將其標準化非常有意義。區域的重複資料刪除可減少每個 netip.Addr 的平均記憶體使用量，而標準化的結果表示 netip.Addr 值更容易比較，因為比較區域名稱變成一個簡單的指標比較。
關於字串內部的註解
unique 套件雖然有用，但必須承認 Make 不太像字串的 Intern，因為 Handle[T] 務必要防止字串從內部映射中刪除。這表示您需要修改程式碼，以保留處理函式和字串。
但是字串很特殊，在於即使它們表現得像值，但它們實際上在背景中包含指標，如我們先前所提。這表示我們有可能僅標準化字串的基本儲存，將 Handle[T] 的詳細資料隱藏在字串本身內。因此，在未來仍然有一處可供我稱之為「透明字串內部」，在其中字串可以不用 Handle[T] 類型就可以內部化，類似於 Intern 函式，但語義更類似於 Make。
在此同時，unique.Make("my string").Value() 是一種可能解決方法。即使未能保留處理函式，將允許將字串從 unique 的內部映射中刪除，但映射的條目並不會立即被刪除。在實務上，條目至少會等到下一個垃圾回收集結完成後才刪除，因此這種解決方法仍然允許在收集之間某種程度的重複資料刪除。
一些歷史和展望未來
事實上，net/netip 套件自首次推出以來，就實際上將區域字串內部化了。它所使用的內部化套件是 go4.org/intern 套件的內部複本。它和 unique 套件一樣，有一個 Value 類型（看起來很像早於泛型的 Handle[T]），內部映射中的條目在它們的處理函式不再被參照時就會被移除，這是一個值得注意的特性。
但是，為了達到此行為，它必須做一些不安全的動作。特別是，它對垃圾回收器的行為做了一些假設，以便在執行時間之外實作 弱指標。弱指標是一種指標，它不會阻止垃圾回收器回收變數；當這發生時，指標會自動變成 nil。而弱指標也是 unique 套件的基本抽象化。
沒錯：在實作中我們新增了正確的弱參考功能，將其支援至資源回收器中。在釐清了弱參考會造成設計上的遺憾決策雷區後（例如，弱參考是否應該追蹤物件復活？不要！），我們驚訝地發現其過程是如此簡單明瞭。我們驚訝的不僅如此，弱參考功能現在已經成為公開提案。
這些工作也讓我們重新審視了完成器，這也導致了另一個提案，一個使用上更便利且更有效率的完成器替代方案。同時，由於我們也正在進行可比較值雜湊函數，Go 中建立記憶體使用量低下的快取的未來顯得光明！
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