go 1.18 bufio 包中的 Writer.AvailableBuffer

2022 年 3 月 28 日
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go 1.18 于近日发布，带来了 go 历史上最大的一次语言级改变——泛型！但本文只聚焦于本次发布中标准库 bufio 包中的一个小小的改变——Writer.AvailableBuffer。go 每次版本发布都会伴随着标准库的些许变动，本次发布即在 bufio 包中增加了一个 Writer.AvailableBuffer 方法。

该方法的添加源于一条名为 bufio: add Writer.AvailableBuffer 的 issue。作者认为 go 中很多 appendX 类型的 API 在与 bufio.Writer 一起工作的时候比较低效，原因在于 Write(p []byte) (nn int, err error) 方法只接受 []byte ，却不向外提供 []byte。这在一定程度上需要调用者自行分配内存，然后传给 write 使其再进行 copy，所以这里固定有一次内存的 allocation 和 copy。

作者的提议是：由 bufio 的 Writer 向外暴露自己的 buffer 以为 appendx 函数使用：

// AvailableBuffer returns an empty buffer with b.Available capacity.// This buffer is intended to be appended to and// passed to an immediately succeeding Write call.func (b *Writer) AvailableBuffer() []byte {    return b.buf[b.n:][:0]}

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AvailableBuffer 向外暴露了一个空的 []byte，但是其 capacity 是和 Writer 的 buffer 余量相同的，这意味着返回的 []byte 和 Writer 共享同一个底层数组。那这样做的好处是什么呢？其好处就是在理想情况下，能够避免那固有的一次 allocation 和 copy，且看如下示例：

package main
import (  "bufio"  "os"  "strconv")
func main() {  w := bufio.NewWriter(os.Stdout)  for _, i := range []int64{1, 2, 3, 4} {    b := w.AvailableBuffer()    b = strconv.AppendInt(b, i, 10)    b = append(b, ' ')    w.Write(b)  }  w.Flush()}

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该例循环体内使用的 buffer b 都返回自 AvailableBuffer，此时没有额外的内存分配。理想情况下 append 的 byte 数量不超过 Writer 的 buffer 余量时， copy 会立即返回，因为 b 和 Writer 使用的同一个底层数组，不需要 copy，因此连 copy 的操作都省掉了。

极端情况下，由于 append 的扩张导致 b 的底层数组重新分配，那么 Write 也只是回到了其最初的工作方式。在很大程度上，该调整还是让 Writer 变得高效了不少！

那有什么不好的地方吗？唯一缺点应该就是暴露了 bufio.Writer 内部的 buffer。然而该包中的其它类型，诸如 Reader、 Scanner 已经向外提供了 Reader.Peek、 Reader.ReadSlice、以及 Scanner.Bytes 等对底层数组不安全的访问方法，故也不能独怪其罪。至少并没有破坏包的整体风格，而其利弊皆在人之为用！