Slice 擴容后容量及內存如何計算？
1. 擴容后預估容量
假設現在有一個長度為 2 的切片，對其進行擴容，增加三個元素
- sli := []int{1,2}
- sli = append(sli, 3, 4, 5）
對于擴容后的切片，長度為 5，這一點沒有任何爭議。
但容量呢?難道也是 5?
經過運行驗證，實際的容量為 6 。
什么情況?這 6 是如何計算出來的呢?
這就不得不去 Go 源代碼中一探究竟，在 runtime/slice.go 關于 slice 擴容增長的代碼如下：
- newcap := old.cap
- if newcap+newcap < cap {
- newcap = cap
- } else {
- for {
- if old.len < 1024 {
- newcap += newcap
- } else {
- newcap += newcap / 4
- }
- if newcap >= cap {
- break
- }
- }
對于這段代碼，只要理解前兩行，其他的就不攻自破了
- 第一行的 old.cap：擴容前的容量，對于此例，就是 2
- 第二行的 cap：擴容前容量加上擴容的元素數量，對于此例，就是 2+3
整段代碼的核心就是要計算出擴容后的預估容量，也就是 newcap，計算的具體邏輯是：
- 若 old.cap * 2 小于 cap，那 newcap 就取大的 cap
- 若 old.cap * 2 大于 cap，并且old.cap 小于 1024，那 newcap 還是取大，也即 newcap = old.cap * 2
- 若 old.cap * 2 大于 cap，但是old.cap 大于 1024，那兩倍冗余可能就有點大了，系數換成 1.25，也即 newcap = old.cap * 2
但 newcap 只是預估容量，并不是最終的容量，要計算最終的容量，還需要參考另一個維度，也就是內存分配。
2. 內存的分配規律
舉個現實中的例子來說
你家里有五個人，每個人都想吃綠豆糕，因此你的需求就是 5，對應上例中的 cap ，于是你就到超市里去買。
但超市并不是你家開的，綠豆糕都是整盒整盒的賣，沒有賣散的，每盒的數量是 6 個，因此你最少買 6 個。
每次購買的最少數量，就可以類比做 Go 的內存分配規律。
只有了解了 Go 的內存分配規律，我們才能準確的計算出我們最少得買多少的綠豆糕(得申請多少的內存，分配多少的容量)。
關于內存管理模塊的代碼，在 runtime/sizeclasses.go
- // class bytes/obj bytes/span objects tail waste max waste
- // 1 8 8192 1024 0 87.50%
- // 2 16 8192 512 0 43.75%
- // 3 32 8192 256 0 46.88%
- // 4 48 8192 170 32 31.52%
- ...
- // 17 256 8192 32 0 5.86%
- // 18 288 8192 28 128 12.16%
- // 19 320 8192 25 192 11.80%
- // 20 352 8192 23 96 9.88%
- // 21 384 8192 21 128 9.51%
- // 22 416 8192 19 288 10.71%
- // 23 448 8192 18 128 8.37%
- // 24 480 8192 17 32 6.82%
- // 25 512 8192 16 0 6.05%
- ...
- // 66 32768 32768 1 0 12.50%
從上面這個表格中，可以總結出一些規律。
- 在小于16字節時，每次以8個字節增加
- 當大于16小于2^8時，每次以16字節增加
- 當大于2^8小于2^9時以32字節增加
- 依此規律…
3. 匹配到合適的內存
第一節中我們例子中，主人公是一個元素類型為 int 的切片，每個 int 占用為 8 個字節，由于我們計算出的 newcap 為 5，因此新的切片，最少最少要占用 5*8 = 40 個字節。
再到第二節中的表格中查看，發現離 40 byte 最接近的是 32 和 48 兩個檔位。
如果是 32 byte，就是不夠用了，
因此 只能選擇 48 這個檔位去分配內存。
有了實際分配的內存，再反回去計算容量，就是擴容后真實的切片容量，也就是 48/8 = 6
是不是很簡單呢?
