关于Golang中的nil

先看一个例子，

package main


import "fmt"


func main() {
  var m map[int]int = nil
  v, ok := m[3]
  fmt.Println(v, ok, m == nil)
}

估计很多人看到这个例子，第一感觉是应该panic。但实际上不会，运行结果是：

0 false true

本文简要总结一下golang中nil的各种细节以及坑。

nil是什么

Golang中的nil与C++/Java中的NULL/null并不一样。

在C++中NULL其实就是0，在Java中null意味着nothing，任何未初始化的对象都等于null；不管是C++还是Java，访问NULL/null，都会产生空指针异常。

而在Golang中，nil则是一个预定义变量而已，定义在buildin/buildin.go中，

// nil is a predeclared identifier representing the zero value for a
// pointer, channel, func, interface, map, or slice type.
var nil Type // Type must be a pointer, channel, func, interface, map, or slice type

既然nil只是一个变量，那你自己也可以再定一个名字为nil的变量，虽然并不推荐这么做。根据上面的注释，不难看出，nil只能用来表示以下类型的零值，nil也只能和这些类型的变量进行比较。

pointer, channel, func, interface, map, or slice

nil和map

首先，当map为nil时，可以用在range从句中，只不过循环次数为0而已。这点在Golang spec中有明确说明：

If the map is nil, the number of iterations is 0.

其次，读nil map也是合法的，例如本文开头的例子，既不会有编译错误，也不会有runtime panic。这样设计的初衷，可能是为了简化程序员的负担，不用担心读nil map会产生panic，因为不用判断nil，所以也可以简化代码。

在Golang spec中也有明确的说明，

A nil map is equivalent to an empty map except that no elements may be added.

在Golang runtime中对应的实现在runtime/map.go中。从下面的代码中，可以看出当map为nil时，是直接返回零值。

  if h == nil || h.count == 0 {
    if t.hashMightPanic() {
      t.hasher(key, 0) // see issue 23734
    }
    return unsafe.Pointer(&zeroVal[0])
  }

t.hasher(key, 0)是为了防止key是non-comparable，

具体参考: 

https://github.com/golang/go/issues/23734

虽然访问nil map不需要任何判断，但是要注意一点，往nil map里写入数据会产生panic！在Golang spec也同样明确说明了，请参考上面贴的Spec中的那句话。在Golang runtime对应的限制同样在runtime/map.go中，

  if h == nil {
    panic(plainError("assignment to entry in nil map"))
  }

可能有人不假思索马上就问，如果读nil map返回零值，那么怎么判断是到底是数据本来就是零值，还是由于访问了nil或者empty map而返回的零值呢？答案就是通过第二个返回值来判断。

所以，这里其实有一个不大不小的坑，从nil map读数据合法，但是向nil map写数据会产生panic!

一年多以前，我曾经给golang raise了一个issue，但遭到了很多的反对。一个原因是这样改动可能会对现有的代码产生影响，另一个原因就是上面提到的目前设计的优点。

nil和slice

同样，当slice为nil时，可以用在range从句中，循环次数也是0。Golang spec中同样有明确说明：

For a nil slice, the number of iterations is 0

另外，nil slice和nil map都可以做为参数调用len函数，返回均为0。但是slice和map不同的是，试图读nil slice (例如s[0]) 是会产生runtime panic。panic的原因不是因为slice为nil，而是因为index out of range。

nil和channel

channel可以用在range从句中，但是如果channel为nil，那么range从句会永远阻塞，Golang spec里有明确说明：

If the channel is nil, the range expression blocks forever

Golang runtime中对应的实现定义在runtime/chan.go中,

  if c == nil {
    if !block {
      return
    }
    gopark(nil, nil, waitReasonChanReceiveNilChan, traceEvGoStop, 2)
    throw("unreachable")
  }

向nil channel里写数据，同样也会block。Golang spec明确指出，nil channel还未准备好通信：

A nil channel is never ready for communication.

Golang runtime中对应的限制为：

  if c == nil {
    if !block {
      return false
    }
    gopark(nil, nil, waitReasonChanSendNilChan, traceEvGoStop, 2)
    throw("unreachable")
  }

细心的读者可能注意到runtime的实现中有一个block变量，如果为false，则会直接返回，那么就不会阻塞。那么在什么情况下，不会阻塞呢？答案就是channel和select配合使用的时候，例如：

func main() {
  var c chan int


  select {
  case v := <- c:
    fmt.Printf("channel value: %d\n", v)
  case <-time.After(5*time.Second):
    fmt.Println("5 seconds later")
  }
}

最后额外提一句，向已经close的channel写数据，会引起panic！

nil和Interface

关于interface本身，可以单独写很多文章。这里只简单提一点，nil Interface和nil比较时，有可能相等，也有可能并不相等。继续往下阅读之前，请思考一下，下面这个例子输出是什么？

package main


import "fmt"


type Interface interface {
  Do()
}


type MyInt int


func (mi MyInt) Do() {
  fmt.Println("MyInt Do()")
}


func main() {
  var i Interface
  var mi Interface = (*MyInt)(nil)
  fmt.Println(i == nil)
  fmt.Println(mi == nil)
}

输出结果是：

true
false

原因很简单，接口只有type和value都是nil的时候，才等于nil。mi虽然值是nil，但是已经设置了类型，所以并不等于nil。我在一年多前的一篇文章已经阐明过这一点，具体参考：

• Golang面试基础知识点大全 3/5
  

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