[]byte与string的两种转换方式和底层实现

开发运维 2024-03-29 大猫 手机阅读

不过你发现没fasthttp关于string和[]byte的转换方式和大家平常普遍使用的方式不一样，fasthttp转换实现如下：

//[]byte转string
func b2s(b []byte) string {
    return *(*string)(unsafe.Pointer(&b))
}
 
//string转[]byte
func s2b(s string) (b []byte) {
    bh := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&b))
    sh := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s))
    bh.Data = sh.Data
    bh.Cap = sh.Len
    bh.Len = sh.Len
    return b
}

为什么不用我们常见的string和[]byte的转换方式呢？这样做是怎么提高性能的呢？...

带着这些疑问，今天将分享下并总结string和[]byte的转换方式，不同的转换方式之间的实现和区别！

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两种转换方式

如果此时此刻你刚好遇到面试官问你string和[]byte如何进行转换，有几种方式？你能答上来吗

反正在写这篇文章之前小许估计是答不出来的，哈哈！

毕竟知道的越多，不知道的也越多嘛

那今天我们就来聊聊，继续往下读之前，我们先了解下这两种数据类型：

string和[]byte

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🔔上图中可以看出 stringStruct和slice还是有一些相似之处，str和array指针指向底层数组的地址，len代表的就是数组长度。

关于string类型，在go标准库中官方说明如下：

// string is the set of all strings of 8-bit bytes, conventionally but not
// necessarily representing UTF-8-encoded text. A string may be empty, but
// not nil. Values of string type are immutable.

type string string

string是8位字节的集合，string的定义在上图中左侧，通常但不一定代表UTF-8编码的文本。string可以为空，但是不能为nil，并且string的值是不能改变的。

🚩为什么string类型没有cap字段

string的不可变性，也就不能直接向底层数组追加元素，所以不需要Cap。

而[]byte就是一个byte类型的切片，切片本质也是一个结构体。

📢 这里我们先记住下这两种数据类型的特点，对后面的了解两者的转换有帮助！

标准方式

Golang中string与[]byte的互换，这是我们常用的，也是立马能想到的转换方式，这种方式称为标准方式。

// string 转 []byte
s1 := "xiaoxu"
b := []byte(s1)

// []byte 转 string
s2 := string(b)

那还有其他方式吗？当然有的,那就是强转换

强转换方式

强转换方式是通过unsafe和reflect包来实现的，代码如下：

//[]byte转string
func b2s(b []byte) string {
    return *(*string)(unsafe.Pointer(&b))
}
 
//string转[]byte
func s2b(s string) (b []byte) {
    bh := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&b))
    sh := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s))
    bh.Data = sh.Data
    bh.Cap = sh.Len
    bh.Len = sh.Len
    return b
}

可以看出利用reflect.SliceHeader(代表一个运行时的切片) 和 unsafe.Pointer进行指针替换。

🚩为什么可以这么做呢？

前面我们在讲string和[]byte类型的时候就提了，因为两者的底层结构的字段相似！

array和str的len是一致的，而唯一不同的就是cap字段，所以他们的内存布局上是对齐的。

分析

我们看下这两种转换方式底层是如何实现的，这些实现代码在标准库中都是有的，下面底层实现的代码来自Go 1.18.6版本。

标准方式底层实现

string转[]byte底层实现

先看string转[]byte的实现，（实现源码在 src/runtime/string.go 中）

const tmpStringBufSize = 32
//长度32的数组
 type tmpBuf [tmpStringBufSize]byte
//时间函数
 func stringtoslicebyte(buf *tmpBuf, s string) []byte {
 var b []byte
 //判断字符串长度是否小于等于32
 if buf != nil && len(s)