Go语言面试：深入理解切片的基本原理和扩容机制

切片扩容机制。

大家好，我是老周。今天通过流程图简单的了解一下切片的扩容机制。

首先来看一个现象，是什么现象？写了几行代码给切片进行扩容。首先定义了一个切片，是个字符串切片给了两个元素，切片肯定就是长度为2，容量为2。然后对它进行扩容，添加三个元素，总共就是五个元素，长度为5，容量是多少？运行一下，长度为5，容量也为5，这是字符串。

接下来改一下类型，比如改成int类型，改成int类型之后再来运行一下，发现扩容之后容量就变成了6。目前是5个元素，但是一个元素是没有填充的，容量为6。而如果改成byte类型，在byte切片再来运行，会发现容量变成了8，这是表象。

切片的扩容机制其实在切片的源码里头是可以看到的。首先根据一定的规则对切片进行计算，计算完成之后再去做什么？再去计算切片。因为切片背后是一个数组，新的数组比如分配了5个元素，比如是int数组，5元素一个int占8个字节，5个元素的数组应该占40个字节，这40个字节就是新的数组，也就是新切片背后的数组需要的内存容量。

但是去做内存分配的时候并不是要多少就刚好给你多少，还有个内存对齐的过程。在go语言里头内存对齐要40个，没有但是要对齐，所以会给48个。48个反过来除以字段的大小就变成6个，也就为什么？int是6个，因为它涉及到内存对齐的过程，而byte切片是8个，同样也是内存对齐的逻辑导致了切片被分配了8个，这就是大体的逻辑。

可以来看一下PPT，首先源码里头这么几个变量的意思。

·第一个就是原来的长度，就是切片原来有多少个，没有扩容之前有多少个。

·第二个原切片的容量，就是原切片的cap。

·第三个就是newLen，前面三个其实都是固定的值，原切片的长度固定的，原切片的容量是固定的，而newLen就等于原切片的长度加下像新附加的元素的个数，就是流量子，就是新切片的长度，而新切片的容量是需要计算的，这就是唯一的变量，这才是需要计算的。

初步得到新切片的容量之后需要去计算cap大小的数值，内存对接或分配的空间大小，这就是cap memory，然后再通过memory的去除以切片元素里面的字段类型的大小，得到真正的newCap，就这么个逻辑。

所以源码也就是这等去做一个初步的计算，初步计算之后根据字段的大小，比如字段切片里面的元素的字段类型，比如是by，那么它就只占一个字节，比如是int或者int64，就走这一块儿。

比如这个是八个字节，四个字节或者八个字节int类型，int类型在32位性能上就是四个字节，在64位性上就是八个字节。其它的比如字段的长，字段的大小满足这种2的幂次，比如八字节是2，三次是6，字节是2的，四字法。这种满足2的幂次的情况下就走这一部分，其它的就走default的部分。这些无非就是为了去做内存分配，找到capmem，就是这一个切片背后的速度到底给它分配多大的内存空间，就是对齐之后分配多大内存空间。

·然后再去将capmem去除以字段大小，得到真正的newCap，就这么一个逻辑。

从流程图上来看，第一步就是newCap等于oldcap，再下一步就是去判断newCap是不是大于2倍的newCap，就是新的切片的长度是不是比原来的切片的大小还大两倍。如果它大两倍，newCap初步计算就是newCap等于newLen，就初步计算。

如果它不是的，就看原来的切片是不是小于256，如果小于256，新的大小就等于两倍的原来大小。而如果它不小于256，就得去判断newCap是不是小于newLen。

如果小于newLen，进行一次循环操作，比如newCap加等于newCap加上3乘以256，最后除以4，就是不断的去为newCap去添加，直到newCap要大于newLen为止。

最后这三种情况都会得到newCap，然后根据newCap和字段类型的size去计算对齐后分配的内存空间，也就是要去计算capmem。最后newCap就等于capmem去除以元素字段类型的siz，int是4或者8，去除以除完之后得到真正的new(。

这就结束了，这就是切片的扩容机制，一键三连，支持了周。