golang的make

golang 分配内存主要有内置函数new和make，今天我们来探究一下make有哪些玩法。

map只能为slice, map, channel分配内存，并返回一个初始化的值。首先来看下make有以下三种不同的用法：

1. make(map[string]string)

2. make([]int, 2)

3. make([]int, 2, 4)

 

1. 第一种用法，即缺少长度的参数，只传类型，这种用法只能用在类型为map或chan的场景，例如make([]int)是会报错的。这样返回的空间长度都是默认为0的。

2. 第二种用法，指定了长度，例如make([]int, 2)返回的是一个长度为2的slice

3. 第三种用法，第二参数指定的是切片的长度，第三个参数是用来指定预留的空间长度，例如a := make([]int, 2, 4), 这里值得注意的是返回的切片a的总长度是4，预留的意思并不是另外多出来4的长度，其实是包含了前面2个已经切片的个数的。所以举个例子当你这样用的时候 a := make([]int, 4, 2)，就会报语法错误。

因此，当我们为slice分配内存的时候，应当尽量预估到slice可能的最大长度，通过给make传第三个参数的方式来给slice预留好内存空间，这样可以避免二次分配内存带来的开销，大大提高程序的性能。

而事实上，我们其实是很难预估切片的可能的最大长度的，这种情况下，当我们调用append为slice追加元素时，golang为了尽可能的减少二次分配内存，并不是每一次都只增加一个单位的内存空间，而且遵循这样一种扩容机制：

当有预留的未使用的空间时，直接对未使用的空间进行切片追加，当预留的空间全部使用完毕的时候，扩容的空间将会是当前的slice长度的一倍，例如当前slice的长度为4，进行一次append操作之后，cap(a)返回的长度将会是8.来看下面这段演示代码:

package main

import (
        "fmt"
)

func main() {
        a :=  make([]int, 0)
        n := 20
        for i := 0; i < n; i++ {
                a = append(a, 1)
                fmt.Printf("len=%d cap=%d\n", len(a), cap(a))
        }
}

Output:
len=1 cap=1  // 第一次扩容
len=2 cap=2 // 第二次扩容
len=3 cap=4 // 第三次扩容
len=4 cap=4
len=5 cap=8 // 第四次扩容
len=6 cap=8
len=7 cap=8
len=8 cap=8
len=9 cap=16 // 第五次扩容
len=10 cap=16
len=11 cap=16
len=12 cap=16
len=13 cap=16
len=14 cap=16
len=15 cap=16
len=16 cap=16
len=17 cap=32 // 第六次扩容
len=18 cap=32
len=19 cap=32
len=20 cap=32

 

以上测试结果表明，每次扩容后，内存空间长度会变为原来的两倍。

好奇的我想试一下，如果一直这样扩展下去的话，理论上会呈指数扩展，然而事实真的会这样吗，我继续进行append操作，后续的输出是这样的:

0 0
1 1
2 2
4 4
8 8
16 16
32 32
64 64
128 128
256 256
512 512
1024 1024
1312 1312    // 288
1696 1696    // 384
2208 2208    // 512
3072 3072    // 864
4096 4096    // 1024
5120 5120    // 1024
7168 7168    // 2048
9216 9216    // 2048

上面的输出忽略掉了中间没有扩容的情况。可以看到，前11次扩容确实是每次扩展一倍的长度，不过第12次扩容，明显没有按照预期扩展到2048。