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注釋竟然還有特殊用途？一文解惑//go:linkname指令

我之前寫(xiě)過(guò)一篇文章：為什么 Go 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中有些函數(shù)只有簽名，沒(méi)有函數(shù)體?，其中有一點(diǎn)就是 //go:linkname 這個(gè)指令。

目前創(chuàng)新互聯(lián)已為上1000+的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、雅安服務(wù)器托管、成都網(wǎng)站托管、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、五河網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長(zhǎng)，共同發(fā)展。

Go 中類(lèi)似的指令挺多的，比如 Go1.16 中的 //go:embed。前些天有人問(wèn)我，為什么它用 //go:embed 不起作用?我一看，它是這么寫(xiě)的：// go:embed，不知道你看到問(wèn)題了沒(méi)有?是的，指令是通過(guò)注釋的方式，但有三點(diǎn)要求，要特別注意：

  • // 后不能有空格。有些人可能習(xí)慣 // 后不加空格。但一般認(rèn)為，// 后應(yīng)該加一個(gè)空格。不過(guò) go 指令卻要求不能有空格，這是一個(gè)小“坑”，得注意。所以上面那位朋友就是加了空格，導(dǎo)致出問(wèn)題。(程序并不會(huì)報(bào)錯(cuò)，只是沒(méi)有得到自己想要的結(jié)果)
  • 代碼和指令之間不能有空行或其他注釋。這一點(diǎn)應(yīng)該還好，很多人不會(huì)用錯(cuò)吧;
  • 一般來(lái)說(shuō)，使用指令需要導(dǎo)入相應(yīng)的包。比如 //go:linkname 指令要求導(dǎo)入 unsafe 包，一般會(huì) import _ "unsafe”，//go:embed 指令，要求導(dǎo)入 embed 包。

有另外一位 Go 朋友「橘中秘士」微信私聊我：

大佬好，能不能寫(xiě)一篇 linkname 的文章。目前已經(jīng)有了一些初步概念，但是尚有一些疑團(tuán)不是特別清晰。

//go:linkname localname remotename，其中 local 作為占位符 remote 作為實(shí)現(xiàn)者或者 local 作為實(shí)現(xiàn)者 remote 作為占位符都是可以的。目前理解的就是給 Symbol 添加了一個(gè) Linkname，查找 Symbo l的時(shí)候用 remote。

譬如 //go:linkname runtimeNano runtime.nanotime，runtimeNano 作為占位符 runtime.nanotime 提供實(shí)現(xiàn)，任何調(diào)用 runtimeNano 的地方實(shí)際替換為對(duì) runtime.nanotime 的調(diào)用，這種場(chǎng)景比較容易接受。

譬如 //go:linkname runtime_cmpstring runtime.cmpstring，runtime_cmpstring 提供實(shí)現(xiàn) runtime.cmpstring作為占位符，是不是這時(shí)符號(hào)表里不存在 runtime_cmpstring 只有 runtime.cmpstring?

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單溝通，他寫(xiě)了一篇文章解決自己的困惑。希望對(duì)各位有幫助。以下是他寫(xiě)的關(guān)于 //go:linkname 的文章(我做了一些調(diào)整)。

01 格式

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //go:linkname local remote
    2.

remote 可以沒(méi)有，此時(shí) remote 使用 local 的值，效果就是 local 被導(dǎo)出。

02 local 和 remote 同時(shí)為函數(shù)

local 作為占位符，remote 作為實(shí)現(xiàn)者

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的例子：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 來(lái)自 time 包
    2. 
  
  
  
  
  2. //go:linkname runtimeNano runtime.nanotime
    3. 
  
  
  
  
  3. func runtimeNano() int64
    4. 
  
  
  
  
  4. 
  
  
  
  
  5. // 來(lái)自 runtime 包
    6. 
  
  
  
  
  6. //go:nosplit
    7. 
  
  
  
  
  7. func nanotime() int64 {
    8. 
  
  
  
  
  8.  return nanotime1()
    9. 
  
  
  
  
  9. }
    10.

此時(shí)二進(jìn)制文件中并沒(méi)有runtimeNano，直接轉(zhuǎn)化為對(duì)runtime.nanotime的調(diào)用。

local 作為實(shí)現(xiàn)者，remote 作為占位符

同樣來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。這里存在函數(shù)沒(méi)有函數(shù)體，但是被反向引用。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一個(gè) internal 中
    2. 
  
  
  
  
  2. //go:linkname runtime_cmpstring runtime.cmpstring
    3. 
  
  
  
  
  3. func runtime_cmpstring(a, b string) int {
    4. 
  
  
  
  
  4.  l := len(a)
    5. 
  
  
  
  
  5.  if len(b) < l {
    6. 
  
  
  
  
  6.   l = len(b)
    7. 
  
  
  
  
  7.  }
    8. 
  
  
  
  
  8.  for i := 0; i < l; i++ {
    9. 
  
  
  
  
  9.   c1, c2 := a[i], b[i]
    10. 
  
  
  
  
  10.   if c1 < c2 {
    11. 
  
  
  
  
  11.    return -1
    12. 
  
  
  
  
  12.   }
    13. 
  
  
  
  
  13.   if c1 > c2 {
    14. 
  
  
  
  
  14.    return +1
    15. 
  
  
  
  
  15.   }
    16. 
  
  
  
  
  16.  }
    17. 
  
  
  
  
  17.  if len(a) < len(b) {
    18. 
  
  
  
  
  18.   return -1
    19. 
  
  
  
  
  19.  }
    20. 
  
  
  
  
  20.  if len(a) > len(b) {
    21. 
  
  
  
  
  21.   return +1
    22. 
  
  
  
  
  22.  }
    23. 
  
  
  
  
  23.  return 0
    24. 
  
  
  
  
  24. }
    25. 
  
  
  
  
  25. 
  
  
  
  
  26. // 來(lái)自 runtime
    27. 
  
  
  
  
  27. func cmpstring(string, string) int
    28.

此時(shí)二進(jìn)制文件中并沒(méi)有runtime_cmpstring，對(duì)應(yīng)的函數(shù)已經(jīng)被命名為runtime.cmpstring。也就是說(shuō)，實(shí)現(xiàn)在 internal 包，但最終通過(guò) runtime.cmpstring 來(lái)引用。

一個(gè)占位符+一個(gè)匯編函數(shù)

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一個(gè) internal 中
    2. 
  
  
  
  
  2. //go:linkname abigen_runtime_memequal runtime.memequal
    3. 
  
  
  
  
  3. func abigen_runtime_memequal(a, b unsafe.Pointer, size uintptr) bool
    4.

注意runtime.memequal的實(shí)現(xiàn)并不在runtime包中，使用匯編實(shí)現(xiàn)的話并不要求必須在相應(yīng)的包中。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. # memequal(a, b unsafe.Pointer, size uintptr) bool
    2. 
  
  
  
  
  2. TEXT runtime·memequal(SB),NOSPLIT,$0-25
    3. 
  
  
  
  
  3.     MOVQ    a+0(FP), SI
    4. 
  
  
  
  
  4.     MOVQ    b+8(FP), DI
    5. 
  
  
  
  
  5.     CMPQ    SI, DI
    6. 
  
  
  
  
  6.     JEQ eq
    7. 
  
  
  
  
  7.     MOVQ    size+16(FP), BX
    8. 
  
  
  
  
  8.     LEAQ    ret+24(FP), AX
    9. 
  
  
  
  
  9.     JMP memeqbody<>(SB)
    10. 
  
  
  
  
  10. eq:
    11. 
  
  
  
  
  11.     MOVB    $1, ret+24(FP)
    12. 
  
  
  
  
  12.     RET
    13.

03 local 和 remote 同時(shí)為變量

兩個(gè)常規(guī)變量

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //go:linkname overflowError runtime.overflowError
    2. 
  
  
  
  
  2. var overflowError error
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. //go:linkname divideError runtime.divideError
    5. 
  
  
  
  
  5. var divideError error
    6. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7. //go:linkname zeroVal runtime.zeroVal
    8. 
  
  
  
  
  8. var zeroVal [maxZero]byte
    9. 
  
  
  
  
  9. 
  
  
  
  
  10. //go:linkname _iscgo runtime.iscgo
    11. 
  
  
  
  
  11. var _iscgo bool = true
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13. //go:cgo_import_static x_cgo_setenv
    14. 
  
  
  
  
  14. //go:linkname x_cgo_setenv x_cgo_setenv
    15. 
  
  
  
  
  15. //go:linkname _cgo_setenv runtime._cgo_setenv
    16. 
  
  
  
  
  16. var x_cgo_setenv byte
    17. 
  
  
  
  
  17. var _cgo_setenv = &x_cgo_setenv
    18. 
  
  
  
  
  18. 
  
  
  
  
  19. //go:cgo_import_static x_cgo_unsetenv
    20. 
  
  
  
  
  20. //go:linkname x_cgo_unsetenv x_cgo_unsetenv
    21. 
  
  
  
  
  21. //go:linkname _cgo_unsetenv runtime._cgo_unsetenv
    22. 
  
  
  
  
  22. var x_cgo_unsetenv byte
    23. 
  
  
  
  
  23. var _cgo_unsetenv = &x_cgo_unsetenv
    24.

一個(gè)占位符+一個(gè)偽符號(hào)

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //go:linkname runtime_inittask runtime..inittask
    2. 
  
  
  
  
  2. var runtime_inittask initTask
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. //go:linkname main_inittask main..inittask
    5. 
  
  
  
  
  5. var main_inittask initTask
    6.

注意是..inittask不是.inittask，而且.inittask只存在于編譯階段，任何包中都無(wú)法聲明該變量。

這里額外解釋下 ..inittask 為什么兩個(gè)點(diǎn)。第一個(gè)點(diǎn)就是普通的 runtime. 這種調(diào)用方式，第二個(gè)點(diǎn)和 inittask 一起構(gòu)成一個(gè)符號(hào)(變量)。注意，Go 中的變量是不允許以 . 開(kāi)頭的，所以，這個(gè)叫偽符號(hào)，只在不編譯階段存在。

04 一個(gè)例子

研究 //go:linkname 是因?yàn)槿缦碌谋尘埃?/p>

Java 里有 InheritableThreadLocal，SpringWeb 在 ServletActionContext 里使用它，達(dá)到在任何地方都能方便的獲取HttpServletRequest。

Go 并沒(méi)有提供類(lèi)似的機(jī)制，即使通過(guò) stack 找到 goroutine id(99% 的文章都是這么介紹的)，再配合 sync.Map，也只是實(shí)現(xiàn)了一個(gè)比較粗糙的 ThreadLocal，在子協(xié)程里仍然獲取不到父協(xié)程的內(nèi)容。

g.label 雖然不是給這種場(chǎng)景準(zhǔn)備的，但它具備了 InheritableThreadLocal 的一切要求，只要我們能夠訪問(wèn)到 label 私有字段，我們就有了完整版的 InheritableThreadLocal。

下面這個(gè)例子是作者真實(shí)項(xiàng)目中用的。

在 runtime 和 runtime/pprof 包中有兩個(gè)函數(shù)：runtime_setProfLabel 和 runtime_getProfLabel。其中，runtime 包中的提供了實(shí)現(xiàn)，而 pprof 中的沒(méi)有提供實(shí)現(xiàn)。如果基于它們創(chuàng)建另外的函數(shù)，如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //go:linkname SetPointer runtime/pprof.runtime_setProfLabel
    2. 
  
  
  
  
  2. func SetPointer(ptr unsafe.Pointer)
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. //go:linkname GetPointer runtime/pprof.runtime_getProfLabel
    5. 
  
  
  
  
  5. func GetPointer() unsafe.Pointer
    6.

根據(jù)前面的分析，雖然runtime.runtime_setProfLabel/runtime.runtime_getProfLabel提供了函數(shù)實(shí)現(xiàn)，但是二進(jìn)制文件中并不會(huì)出現(xiàn)(見(jiàn)下方代碼)，此時(shí)想要調(diào)用必須通過(guò)runtime/pprof.runtime_setProfLabel/runtime/pprof.runtime_getProfLabel，這也是上面linkname到pprof而不是runtime的根本原因。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 來(lái)自 runtime 包
    2. 
  
  
  
  
  2. //go:linkname runtime_setProfLabel runtime/pprof.runtime_setProfLabel
    3. 
  
  
  
  
  3. func runtime_setProfLabel(labels unsafe.Pointer) {
    4. 
  
  
  
  
  4.  if raceenabled {
    5. 
  
  
  
  
  5.   racereleasemerge(unsafe.Pointer(&labelSync))
    6. 
  
  
  
  
  6.  }
    7. 
  
  
  
  
  7.  getg().labels = labels
    8. 
  
  
  
  
  8. }
    9. 
  
  
  
  
  9. 
  
  
  
  
  10. // 來(lái)自 runtime/pprof 包
    11. 
  
  
  
  
  11. func runtime_setProfLabel(labels unsafe.Pointer)
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13. // 來(lái)自 runtime 包
    14. 
  
  
  
  
  14. //go:linkname runtime_getProfLabel runtime/pprof.runtime_getProfLabel
    15. 
  
  
  
  
  15. func runtime_getProfLabel() unsafe.Pointer {
    16. 
  
  
  
  
  16.  return getg().labels
    17. 
  
  
  
  
  17. }
    18. 
  
  
  
  
  18. 
  
  
  
  
  19. // 來(lái)自 runtime/pprof 包
    20. 
  
  
  
  
  20. func runtime_getProfLabel() unsafe.Pointer
    21.

05 總結(jié)

Go 中有不少指令，有些指令你可能不太需要關(guān)心，也不會(huì)用到。然而有些指令了解它們的意思，對(duì)閱讀相關(guān)代碼很有幫助。

這篇文章全面介紹了 //go:linkname 指令，不知道是否徹底解除了你的疑惑?歡迎留言交流!

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