Goのinterface

Go

Goのinterfaceはコンパイルタイムとランタイムで処理が分かれてるんだけど，その境目がよくわかってなくて，全部コンパイルタイムに移るせるんじゃないのかなぁと昨日Twitterで呟いたら，自分の勘違いとかが発覚したので，ここでinterfaceの処理を忘れないうちにまとめておく．Thanks to hajimehoshi and seagetch!
注意点として俺はGoのソースコードを走らせたこともないユーザなので，中身が本当に気になる方はソースや資料("Google Go! A look behind the scenes")を読んだ方がいいです！

interfaceの使い方

interfaceはGoでポリモーフィズム？を実現するための機能．Javaとかのinterfaceと決定的に違うのは，後付けで構造体に好きに実装できるところ．Goは継承を持ってないけど，これでポリモーフィズムが出来るようになる．

type Stringer interface {
    String() string;
}

type Binary uint64

func (i Binary) Get() uint64 {
    return uint64(i)
}

// Stringerを実装したことになる
func (i Binary) String() string {
    return strconv.Uitob64(i.Get(), 2)
}

// 後は以下のように使える
b := Binary(200)
s := Stringer(b) // Stringerを満たしているオブジェクトは何でもOK

// code from "Listing 2.2: Using interfaces in Go!"

interfaceの実装

GoはC++でのvtblみたいなものをオブジェクトが持ってない．でも

var foo Stringer
if cond {
    foo = &Binary
} else {
    foo = &Hex
}
a.String()

とかやろうとするためにはそれ相応の機能が必要で，それがinterface table(以降itable)．これはInterfaceの変数が持っていて，実態は以下．

struct Iface
{
    Itab* tab;
    void* data;
};

そのまんま，tabがある型(Stringer with Binary)のitableを指していて，dataがランタイム時の実際の値を指している．

コンパイルタイムにやること

  • ある型がinterfaceを満たすかどうかのチェックで，満たしてなければコンパイルエラー
  • Stringerのランタイム型生成
  • Binaryのランタイム型生成
  • コードの置換(s.String() → s.tab->fun[0](s.data)みたいな)

ランタイムにやること

  • Ifaceのtabとdataを代入時に動的付け替え
  • tabで使うitableを生成し，Binaryのメソッドリストでitableのメソッドリストを埋める
  • 結果をキャッシュ(StringerとBineryのハッシュ計算と思われる)
    • "static Itab* hash[1009];"

なので最初はitableの生成で時間が掛かるけど，それ以降はキャッシュがあるので，呼び出しコストは一定になる．Itabはlinkを持っているので，ハッシュ値で被ってもitableが上書きされず当該バケットにつながれる．

まとめ

それなりに頑張ってました．コンパイルタイムとか最初に全部itableを計算しないのは，処理によっては通らないパスがあるので，無駄にitableを生成しないためっぽい．

Go使わないのに何やってんだろ…