Конвертация целых чисел в interface{} в Go 1.15

В релиз ноутах Go 1.15 я обнаружил следующую запись:

Конвертация малых целочисленных значений в интерфейс теперь происходит без аллокаций.

В этой небольшой заметке я расскажу в чем заключается оптимизация.

Как устроен interface{} в Go

Чтобы понять, как данная оптимизация работает, нужно освежить в памяти устройство interface{} в Go. Я не буду сильно погружаться в эту тему, просто напомню основные идеи.

Внутри src/runtime/runtime2.go есть вот такая структура:

type iface struct {
	tab  *itab
	data unsafe.Pointer
}

Это и есть наш интерфейс. По факту interface{} представляет собой всего 2 указателя:

• data — указатель на сами данные, под которые была выделенная память на хипе
• tab — метаинформация об интерфейсе и базовом типе

Визуализируем полученные знания и пойдем дальше.

В чем собственно проблема 

В Go аллокации новых объектов в хипе дорогие. Поэтому если вы хотите написать производительный код, то с этой проблемой обязательно столкнетесь. Так что любые, даже на первый взгляд незначительные, оптимизации могут улучшить производительность всего приложения.

Проблема, которую решает рассматриваемая оптимизация, заключается в том, что аллоцировать объекты под небольшие целые числа расточительная затея.

Как ее решили

Вот что сделали ребята из Go. В пакете runtime у них уже был статический массив целых чисел от 0 до 255. В момент, когда происходит конвертация целого числа в interface{}, происходит проверка находится ли это число заданном диапазоне и если да, то в поле data типа iface записывается указатель на элемент в этом массиве. Тем самым происходит избавление от лишней аллокации.

Изменения можете посмотреть на гихабе.

В Go подобного рода оптимизации не новы. Так, если вы создаете односимвольную ascii строку, то никаких выделений памяти не будет. Не будет их все по тому же сценарию: runtime Go содержит в себе статический массив односимвольных строк. Кстати, не стоит волноваться, так как сейчас в runtime живет всего лишь один статический массив значений от 0 до 255. Он переиспользуется для строковых представлений.