[[429043]]

1. 擴(kuò)容后預(yù)估容量

假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)長度為 2 的切片，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)容，增加三個(gè)元素

sli := []int{1,2} 
sli = append(sli, 3, 4, 5） 

對(duì)于擴(kuò)容后的切片，長度為 5，這一點(diǎn)沒有任何爭議。

但容量呢?難道也是 5?

經(jīng)過運(yùn)行驗(yàn)證，實(shí)際的容量為 6 。

什么情況?這 6 是如何計(jì)算出來的呢?

這就不得不去 Go 源代碼中一探究竟，在 runtime/slice.go 關(guān)于 slice 擴(kuò)容增長的代碼如下：

newcap := old.cap 
if newcap+newcap < cap { 
    newcap = cap 
} else { 
    for { 
        if old.len < 1024 { 
            newcap += newcap 
        } else { 
            newcap += newcap / 4 
        } 
        if newcap >= cap { 
            break 
        } 
    } 

對(duì)于這段代碼，只要理解前兩行，其他的就不攻自破了

• 第一行的 old.cap：擴(kuò)容前的容量，對(duì)于此例，就是 2
• 第二行的 cap：擴(kuò)容前容量加上擴(kuò)容的元素?cái)?shù)量，對(duì)于此例，就是 2+3

整段代碼的核心就是要計(jì)算出擴(kuò)容后的預(yù)估容量，也就是 newcap，計(jì)算的具體邏輯是：

1. 若 old.cap * 2 小于 cap，那 newcap 就取大的 cap
2. 若 old.cap * 2 大于 cap，并且old.cap 小于 1024，那 newcap 還是取大，也即 newcap = old.cap * 2
3. 若 old.cap * 2 大于 cap，但是old.cap 大于 1024，那兩倍冗余可能就有點(diǎn)大了，系數(shù)換成 1.25，也即 newcap = old.cap * 2

但 newcap 只是預(yù)估容量，并不是最終的容量，要計(jì)算最終的容量，還需要參考另一個(gè)維度，也就是內(nèi)存分配。

 2. 內(nèi)存的分配規(guī)律

舉個(gè)現(xiàn)實(shí)中的例子來說

你家里有五個(gè)人，每個(gè)人都想吃綠豆糕，因此你的需求就是 5，對(duì)應(yīng)上例中的 cap ，于是你就到超市里去買。

但超市并不是你家開的，綠豆糕都是整盒整盒的賣，沒有賣散的，每盒的數(shù)量是 6 個(gè)，因此你最少買 6 個(gè)。

每次購買的最少數(shù)量，就可以類比做 Go 的內(nèi)存分配規(guī)律。

只有了解了 Go 的內(nèi)存分配規(guī)律，我們才能準(zhǔn)確的計(jì)算出我們最少得買多少的綠豆糕(得申請(qǐng)多少的內(nèi)存，分配多少的容量)。

關(guān)于內(nèi)存管理模塊的代碼，在 runtime/sizeclasses.go

// class  bytes/obj  bytes/span  objects  tail waste  max waste 
//     1          8        8192     1024           0     87.50% 
//     2         16        8192      512           0     43.75% 
//     3         32        8192      256           0     46.88% 
//     4         48        8192      170          32     31.52% 
... 
//    17        256        8192       32           0      5.86% 
//    18        288        8192       28         128     12.16% 
//    19        320        8192       25         192     11.80% 
//    20        352        8192       23          96      9.88% 
//    21        384        8192       21         128      9.51% 
//    22        416        8192       19         288     10.71% 
//    23        448        8192       18         128      8.37% 
//    24        480        8192       17          32      6.82% 
//    25        512        8192       16           0      6.05% 
... 
//    66      32768       32768        1           0     12.50% 

從上面這個(gè)表格中，可以總結(jié)出一些規(guī)律。

• 在小于16字節(jié)時(shí)，每次以8個(gè)字節(jié)增加
• 當(dāng)大于16小于2^8時(shí)，每次以16字節(jié)增加
• 當(dāng)大于2^8小于2^9時(shí)以32字節(jié)增加
• 依此規(guī)律…

3. 匹配到合適的內(nèi)存

第一節(jié)中我們例子中，主人公是一個(gè)元素類型為 int 的切片，每個(gè) int 占用為 8 個(gè)字節(jié)，由于我們計(jì)算出的 newcap 為 5，因此新的切片，最少最少要占用 5*8 = 40 個(gè)字節(jié)。

再到第二節(jié)中的表格中查看，發(fā)現(xiàn)離 40 byte 最接近的是 32 和 48 兩個(gè)檔位。

如果是 32 byte，就是不夠用了，

因此 只能選擇 48 這個(gè)檔位去分配內(nèi)存。

有了實(shí)際分配的內(nèi)存，再反回去計(jì)算容量，就是擴(kuò)容后真實(shí)的切片容量，也就是 48/8 = 6

是不是很簡單呢?