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全新独特包
Go 1.23 的标准库现在包含了 新的 unique 包。该包背后的目的是实现可比较值的规范化。换句话说，这个包允许您对值进行去重，使它们指向单个规范的唯一副本，同时在后台高效地管理规范副本。您可能已经熟悉这个概念，称为 “驻留”。让我们深入了解一下它是如何工作的，以及为什么它有用。
驻留的简单实现
从高层次来看，驻留非常简单。请查看下面的代码示例，它使用普通的映射对字符串进行去重。
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
}
这在您构建大量可能重复的字符串时很有用，例如解析文本格式时。
这种实现非常简单，对于某些情况来说已经足够好，但它也存在一些问题
- 它从不从池中删除字符串。
- 它不能被多个 goroutine 安全地并发使用。
- 它只适用于字符串，尽管这个想法很普遍。
这种实现还错失了一个微妙的机遇。在后台，字符串是不可变的结构，由指针和长度组成。在比较两个字符串时，如果指针不相等，那么我们必须比较它们的内容以确定相等性。但是，如果我们知道两个字符串是规范化的，那么只需检查它们的指针就足够了。
进入 unique 包
新的 unique 包引入了一个类似于 Intern 的函数，称为 Make。
它的工作方式与 Intern 类似。在内部也存在一个全局映射 (一个快速通用的并发映射)，Make 在该映射中查找提供的 value。但它也与 Intern 有两个重要的区别。首先，它接受任何可比较类型的 value。其次，它返回一个包装 value，一个 Handle[T]，从中可以检索规范的 value。
这个 Handle[T] 是设计的关键。Handle[T] 具有以下属性：如果且仅当用于创建它们的 value 相等时，两个 Handle[T] value 才相等。此外，两个 Handle[T] value 的比较成本很低：它归结为指针比较。与比较两个长字符串相比，这要快得多！
到目前为止，这与您在普通 Go 代码中无法实现的内容相同。
但 Handle[T] 还有第二个目的：只要存在一个 value 的 Handle[T]，映射就会保留该 value 的规范副本。一旦所有映射到特定 value 的 Handle[T] value 都消失，该包就会将内部映射条目标记为可删除，以便在不久的将来被回收。这为何时从映射中删除条目制定了一个明确的策略：当规范条目不再使用时，垃圾回收器就可以自由地清理它们。
如果您以前使用过 Lisp，那么这一切可能听起来很熟悉。Lisp 的 符号 是驻留的字符串，但它们本身不是字符串，并且所有符号的字符串 value 都保证在同一个池中。符号和字符串之间的这种关系与 Handle[string] 和 string 之间的关系类似。
一个实际的例子
那么，如何使用 unique.Make 呢？看看标准库中的 net/netip 包，它对类型为 addrDetail 的 value 进行驻留，这是 netip.Addr 结构的一部分。
下面是 net/netip 中使用 unique 的实际代码的简化版本。
// 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
}
由于许多 IP 地址可能使用相同的区域，而该区域是它们身份的一部分，因此对它们进行规范化很有意义。区域的去重减少了每个 netip.Addr 的平均内存占用量，而它们被规范化的事实意味着 netip.Addr value 的比较效率更高，因为比较区域名称变成了简单的指针比较。
关于驻留字符串的说明
虽然 unique 包很有用，但 Make 确实不像 Intern 对字符串那样，因为 Handle[T] 是必需的，以防止字符串从内部映射中删除。这意味着您需要修改代码以保留句柄和字符串。
但字符串很特殊，因为尽管它们的行为像 value，但它们实际上在后台包含指针，正如我们之前提到的。这意味着我们可能会潜在地只对字符串的底层存储进行规范化，将 Handle[T] 的细节隐藏在字符串本身中。因此，将来仍然可以进行所谓的透明字符串驻留，其中字符串可以在没有 Handle[T] 类型的情况下进行驻留，类似于 Intern 函数，但语义更接近于 Make。
与此同时，unique.Make("my string").Value() 是一种可能的解决方法。即使无法保留句柄会允许字符串从 unique 的内部映射中删除，但映射条目不会立即删除。在实践中，条目在至少下一个垃圾回收完成之前不会被删除，因此这种解决方法仍然允许在回收之间进行一定程度的去重。
一些历史，以及对未来的展望
事实是，net/netip 包自首次引入以来就对区域字符串进行了驻留。它使用的驻留包是 go4.org/intern 包的内部副本。与 unique 包一样，它具有 Value 类型（看起来很像 Handle[T]，在泛型出现之前），具有一个显著的属性：一旦它们的句柄不再被引用，内部映射中的条目就会被删除。
但为了实现这种行为，它必须做一些不安全的事情。特别是，它对垃圾回收器的行为做了一些假设，以在运行时之外实现 弱指针。弱指针是指针，它不会阻止垃圾回收器回收变量；当这种情况发生时，指针会自动变为 nil。碰巧的是，弱指针也是 unique 包的核心抽象。
没错：在实现 unique 包时，我们在垃圾回收器中添加了适当的弱指针支持。在经历了伴随弱指针的令人遗憾的设计决策的雷区之后（例如，弱指针应该跟踪 对象复活 吗？不！），我们对所有这些结果的简单性和直接性感到惊讶。惊讶到弱指针现在已经成为 公开提案。
这项工作还促使我们重新审视终结器，从而提出了另一个提案，即对终结器进行更易于使用且更高效的 替代。随着 可比较值的哈希函数 也即将到来，在 Go 中构建内存高效的缓存 的未来一片光明！
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