背景

由于GC形状要求，将标量(非指针)值存储到任何接口类型的变量中，会强制该值以间接方式存储，通常分配在堆上。在某些应用程序中，这可能导致许多意外的分配和分配器和垃圾收集器的极大负载，导致显著的性能下降。在最坏的情况下，这可能是对未广泛优化的服务的DOS向量，尤其是那些使用像image或encoding/json这样的包的服务。
接口值具体表示为两种不同的类型：具有非空方法集的接口runtime.iface和interface{}的接口。
go/src/runtime/runtime2.go
第202行至第210行 1129a60
| | typeifacestruct { |
| | tabitab |
| | data unsafe.Pointer |
| | } |
| | |
| | typeefacestruct { |
| | _type_type |
| | data unsafe.Pointer |
| | } |

建议

为了减少在使用接口中的小类型时程序中的分配次数，我建议添加一个GOEXPERIMENT的值，例如GOEXPERIMENT=largeiface,将runtime.iface和runtime.eface更改为以下内容：

type iface2 struct {
	tab  *itab
	data unsafe.Pointer
	sdat [2]uintptr // scalar data
}

type eface2 struct {
	_type *_type
	data  unsafe.Pointer
	sdat  [2]uintptr
}

然后，只要某种类型包含不超过一个指针和两个标量字(无论顺序如何),在任何数量的字段加上填充中，该类型的值都可以复制到iface2或eface2值中，而无需在堆上分配。如果某种类型包含超过一个指针或超过两个标量字，则只有指向该类型的值的指针才会在分配给接口类型的变量时存储。这扩展了当前的行为，即与零而不是两个标量字相同。
请注意，这些类型与现有的类型名称不同。GOEXPERIMENT启用时，运行时中不存在名称为iface和eface的类型，而禁用时不存在名称为iface2和eface2的类型。这通过确保始终使用实验设置的正确名称来提高可维护性。

示例

有了这个建议，以下类型将成为所有受支持目标上的直接可分配给接口值：

int
int64
string
[]T // for any type T
struct {
	b [8]byte
	p *T
}

// color.(N)RGBA64
struct {
	R, G, B, A uint16
}

// assuming unsafe.Alignof(new(T)) == unsafe.Sizeof(uintptr(0))
// and unsafe.Sizeof(thistype{}) % unsafe.Alignof(new(T)) == 0
struct {
	a uint8
	p *T
	b uint8
}

以下类型仍将仅间接地可分配给接口值：

interface{} // too many pointers
[2]*T // too many pointers

// reflect.SliceHeader; too many scalar words
struct {
	Data uintptr
	Len  int
	Cap  int
}

// too many scalar words with padding,
// assuming the compiler never reorders struct fields
struct {
	a uint8
	u uintptr
	b uint8
}

赋值组合

本节假定编译器永远不会重新排序结构字段。
有两种实现字段之间传输的方法，以支持任意顺序的字段，以便支持iface2(eface2)值中的字段。第一种方法是在runtime._type中添加一个新的uint8字段，其中包含三个二位字段，描述iface2中的每个后续数据字段是否传输到动态值的第一个、第二个或第三个字中，或者根本不传输。对于convT2E/I和Assert来说，这非常容易实现。
第二种方法是枚举9个唯一的赋值组合，并将适当的组合存储在一个新字段中，或者在tflag字段的未使用位中存储。这要么不使用额外的存储空间，要么留出空间用于存储有关排列的其他数据，例如每个标量数据字段是否为浮点值，以便更有效地与新的寄存器ABI交互。
请注意，唯一赋值组合是(无赋值，即大小为零的类型),P,S,PS,SP,SS,PSS,SPS,SSP。为每个S添加考虑因素会产生23种替代方案。或者，无赋值情况可以通过存储对runtime.zerobase的引用来转换为P情况，从而将组合减少到8种。
我建议将此添加为GOEXPERIMENT,而不是彻底的更改，原因有两点。首先，将每个接口值的大小加倍可能会严重惩罚一些Go程序，尤其是那些在云函数等环境中运行的程序，其中可用内存可能非常小。其次，有一些several Go repositories(并非详尽无遗的搜索；值得注意的是，有些仓库在供应商目录中出现多次，但在此搜索中未出现),它们依赖于当前接口值的布局，使用不安全或汇编语言。GOEXPERIMENT提供了机制——构建标签和汇编定义——使此类代码能够更新以与实验一起启用和禁用。
代价是，作为GOEXPERIMENT,这将需要大量的并行维护。实现实验的cmd/compile和其他编译器需要为接口分配和转换生成不同的代码，此外还需要检测符合条件的类型并计算它们的赋值组合。运行时、反射和内部/reflectlite将需要大量的重复代码路径来处理不同的布局。sync/atomic包中的atomic.Value的实现需要被复制，sync.Pool也需要一些轻微的复制。如果某些第三方包打算支持实验，它们可能需要复制代码。
作为实验，目标应该是收集关于空间-性能权衡的数据。我们应该找到哪些程序从减少分配和垃圾回收中受益最大，以及它们受益的程度有多大。此外，我们还应该测量许多程序之间的内存使用变化，并找出哪些程序经历了不可接受的增加。如果实验揭示出“CPU使用率降低，由于更少的时间用于小对象而内存使用量保持在几个百分点以内”的结果，那么它就可以推广到默认情况。
相关问题：
此将(完全或大部分)解决的问题：

• database/sql: provide optional way to mitigate convT2E allocations #6918 - 由于频繁地将[]byte分配给database/sql中的eface导致许多分配，导致性能缓慢。该问题提议数据库驱动程序可以使用新的API来避免分配。通过此实验，这些分配不再分配。
• runtime: remove unnecessary allocations in convT2E #8892 - 通过在数据指针中使用位掩码，在64位平台上避免为分配给iface/eface的4字节标量分配内存。此实验涵盖了这种情况。
• image: optimize Image.At().RGBA() #15759 - 从图像中检索像素数据会导致O(m×n)的分配，这些分配立即被丢弃。此实验允许所有标准库中的concrete color类型分配给color.Color而不分配。
• cmd/compile: stack allocate string and slice headers when passed through non-escaping interfaces #23676 - 通过更好的转义分析避免为分配给iface/eface的字符串和切片头分配内存。此实验允许这些头分配而不分配，无论值是否转义。
• cmd/compile, runtime: pack info into low bits of interface type pointers #26680 - 将iface/eface值的itab/type指针的低位解释为描述值属性的位字段。此实验涵盖了每种潜在用途描述的情况。
• reflect: map iteration does unnecessary excessive allocation for non-pointer types #32424 - 使用reflect遍历具有标量键或元素类型的Map会导致每个Map值被分配。当Map中的键或元素类型较小时(包括本问题中提到的所有类型),此实验将阻止这些分配。我忘了reflect会使用Value,而不是interfaces。 🙂
• proposal: encoding/json: garbage-free reading of tokens #40128 - encoding/json解码器“是一个垃圾工厂”，因为它将令牌分配给json.Token接口。目前分配给json.Token的所有类型都将通过此实验避免分配。
• image, image/draw: add interfaces for using RGBA64 directly #44808 - 类似于上面的image: optimize Image.At().RGBA() #15759,但提议向image和image/draw添加接口以显式避免接口分配。此实验将大大消除对这些接口的需求。

一些相关的已关闭问题：

• cmd/gc: make interface updates atomic wrt garbage collector #8405 - 最初与间接为接口分配值有关的问题。值得注意的是，这包括讨论向iface和eface添加一个标量字段的内容。
• runtime: don't allocate when putting a bool into an interface #17725 - 为小型整数分配到接口的无分配性赋值。此实验大大扩展了这一更改的优势。
• cmd/compile: don't allocate when putting constant strings in an interface #18704 - 防止为接口值分配常量时的内存分配。此实验可能能够回收与关联CL相关的二进制大小增加(因为所有类型的常量都不需要分配(除了32位目标上的complex128常量))。