TL;DR

  • Go のインタフェースは、型情報(またはメソッドの表 itab)とデータへのポインタの組で表され、両方が nil のときだけ nil と等しくなる。
  • ジェネリクスは辞書と GC Shape Stenciling で実装され、完全な単相化を避けてコードサイズを抑えている。

内容

空インタフェースの内部実装

interface{} / any は、ランタイムの eface で表される。

// src/runtime/runtime2.go
type eface struct {
	_type *_type
	data  unsafe.Pointer
}
 
// src/runtime/type.go
type _type = abi.Type

_type と data の両方が nil のときだけ、nil と等しいと判定される。

インタフェースの内部実装

メソッドを持つインタフェースは iface で表される。eface と同じく、tab と data の両方が nil のときだけ nil と等しい。

// src/runtime/runtime2.go
type itab = abi.ITab
 
type iface struct {
	tab  *itab
	data unsafe.Pointer
}

itab は、具象型とインタフェースのメソッドセットを対応付けるメソッドポインタの表である。メソッドは itab を経由して呼び出され、実行時に動的ディスパッチされる。

// src/internal/abi/iface.go
type ITab struct {
	Inter *InterfaceType // 実装しているインタフェース型
	Type  *Type          // 基底型となる具象型
	Hash  uint32         // Type.Hash のコピー。型スイッチで使う
	Fun   [1]uintptr     // Fun[0] == 0 なら、Type は Inter を実装していない
}
 
// src/internal/abi/type.go
type InterfaceType struct {
	Type
	PkgPath Name      // パッケージのインポートパス
	Methods []Imethod // ハッシュで並び替えられる
}

ITab や InterfaceType は internal/abi パッケージにある。このパッケージは、コンパイラとランタイムが共有する ABI(Application Binary Interface)を定義し、型情報やインタフェースの表現といった低レベルなデータ構造を持つ。コンパイル時の型情報でも、空インタフェースは基底型だけを持ち、メソッドを持つインタフェースは ITab の中に基底型とメソッドの両方を持つ。

type EmptyInterface struct {
	Type *Type
	Data unsafe.Pointer
}
 
type NonEmptyInterface struct {
	ITab *ITab
	Data unsafe.Pointer
}

ジェネリクス

ジェネリクスは、辞書と GC Shape Stenciling で実装されている。コンパイラは、具体的な型引数で呼ばれるジェネリック関数をインスタンス化する。さらに辞書を使って純粋な単相化を避け、コードサイズを節約している。GC Shape が同じ型は 1 つの関数インスタンスを共有し、具体的な型の情報は実行時に辞書から得る。

コンパイラでは、Instantiate 関数がジェネリックな型や関数に具体的な型引数を適用してインスタンス化し、型引数が制約を満たすかを verify で検証する。

// src/cmd/compile/internal/types2/instantiate.go
// orig は、型エイリアス、定義型、関数型のいずれかである必要がある
func Instantiate(ctxt *Context, orig Type, targs []Type, validate bool) (Type, error) {
	// ...
	if validate {
		tparams := orig_.TypeParams().list()
		// ...
		if i, err := (*Checker)(nil).verify(nopos, tparams, targs, ctxt); err != nil {
			return nil, &ArgumentError{i, err}
		}
	}
 
	inst := (*Checker)(nil).instance(nopos, orig_, targs, nil, ctxt)
	return inst, nil
}

辞書は src/cmd/compile/internal/noder/reader.go の readerDict で表され、型引数、派生型、itab などの情報を持つ。

コア型の削除

Go 1.25 で、言語仕様からコア型(core type)の概念が削除された(Go Blog、解説記事)。

キーワード

自分の理解

_type と data の両方が nil でないと nil にならないのは、初心者が陥りがちな Typed nil の話である。

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