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今天我們來聊一聊：Go 語言中關於深拷貝和淺拷貝的問題。

0x01 基礎概念

在 Go 語言中，針對如下結構體，如何對其進行淺拷貝和深拷貝？

代碼示例如下

上述問題的核心在於：

• 需要理解 Go 語言中的值類型和引用類型  

• 需要知道 Go 語言中哪些類型可以直接通過賦值完成安全拷貝，哪些類型需要做深拷貝處理

• 需要知道如何手動處理嵌套結構中的指針類型，以及需要通過 copy 完成切片的複製

上述問題很常見，於是我們可以繼續追問如下：

• 淺拷貝時拷貝了些什麼

• 淺拷貝與深拷貝的核心區別是什麼？

• 哪些類型可以被安全的淺拷貝，哪些類型需要進行深拷貝

• 除了 copy 之外，是否還有其他辦法完成切片的深拷貝？

1. 淺拷貝後的數據關係

在示例代碼中可以看出，“淺拷貝” 對應的就是一條簡單的賦值語句。

淺拷貝的本質是逐字段值複製，

• 針對值類型字段，如 Name，u2.Name 會複製 u1.Name 的值。

• 針對引用類型字段，如 Roles 和 Profile，複製的是引用，即指針和切片頭結構體等，但底層數據會被共享。

正是因爲存在 “底層數據被共享” 的問題，才產生了 “深拷貝” 的概念，因爲在很多場景中，共享底層數據會導致意想不到的事情發生。

2. 深拷貝相關數據類型

除了切片，以下數據結構同樣需要顯式地進行深拷貝處理：

a. map

針對 map 的淺拷貝僅會複製其指針，導致底層哈希表數據會被共享，需要新建 map 並遍歷鍵值對重新插入完成深拷貝

b. 指針

針對指針的淺拷貝僅會複製對應的地址，深拷貝時複製的是其指向的實際內容。

c. Channel

針對 Channel 的淺拷貝會導致共享同一通道實例，因此針對 Channel 的深拷貝其實是以新建的方式完成的。

d. 函數（Func）

函數本身是引用類型，淺拷貝後會共享同一函數實例，需要通過重新定義函數實現的方式達成深拷貝效果。

e. 不可淺拷貝的 sync.Mutex 和 sync.RWMutex

**sync.Mutex **鎖狀態是與協程綁定的，淺拷貝後會導致不可預測的併發行爲，需在深拷貝時需重置鎖狀態或標記爲不可複製。

3. 小結

以下是 Go 語言中數據類型在深拷貝 / 淺拷貝場景下的安全性總結表，涵蓋常見類型的複製行爲和底層原理：

• 結構體的條件安全：若結構體包含引用類型（切片、map 或 channel）、指針、sync 類型等不可安全複製的字段，則整個結構體不可安全複製。  

• 接口的動態類型風險：若接口存儲的是值類型（如 int），則複製安全；若存儲指針或引用類型，則複製後操作可能影響原對象。  

• 函數的 “僞安全”：函數本身是代碼段指針，複製後調用行爲一致，但若函數閉包捕獲外部變量，則可能共享狀態（需謹慎處理閉包）。

• 強制不可複製的標記：通過嵌入 sync.Mutex 或 noCopy 結構體，並結合 go vet 工具檢測，可以禁止複製行爲的發生。  

最佳實踐：

• 優先使用值類型：如 int、數組、純值結構體。

• 針對引用類型的處理：對切片、map、指針等類型進行手動深拷貝。

• 針對複雜結構的處理：針對存在遞歸引用的數據結構，需要手動實現拷貝邏輯。

• 避免複製含鎖對象：若結構體中含有 sync.Mutex 或 sync.RWMutex ，則可以通過傳遞結構體指針的方式避免發生鎖的淺拷貝，也可以通過序列化的方式解決。

• 靜態代碼檢查：通過 go vet 和代碼審查確保無鎖複製（如 -copylocks 標誌）。

0x02 如何實現一個通用的深拷貝函數

假設需要實現一個通用深拷貝工具函數，支持任意結構體，應該如何做？

常見的方案有如下兩種：

1. 利用 encoding/gob 或 encoding/json 序列化反序列化實現深拷貝

2. 基於 reflect 實現深拷貝

3. 基於 json 實現深拷貝

基於 json 或 gob 序列化實現通用深拷貝簡單直接，但需要針對循環引用和非導出字段進行特殊處理。

2. 基於 reflect 實現深拷貝

基於白名單機制，僅處理可安全複製的類型。

反射 + 遞歸：通過 reflect 包動態處理嵌套結構，但需注意性能開銷。

上述兩種方案都存在一些侷限，在實際使用過程中，還需要做一些額外的設計調整。

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