曹大带我学 Go（3）—— 如何用汇编打同事的脸

你好，我是小X。

曹大最近开 Go 课程了，小X 正在和曹大学 Go。

这个系列会讲一些从课程中学到的让人醍醐灌顶的东西，拨云见日，带你重新认识 Go。

今天介绍几个常用的查看 Go 汇编代码、调试 Go 程序的命令和工具，既可以在平时和同事、网友抬杠时使用，还能在关键时刻打他们的脸。

比如，有同事说这段代码：

package main

type Student struct {
 Class int
}

func main() {
 var a = &Student{1}
 println(a)
}

的执行效率要高于下面这段代码：

package main

type Student struct {
 Class int
}

func main() {
 var a = Student{1}
 var b = &a
 println(b)
}

并且给你讲了一通道理，你好像没法辩赢他。怎么办？

直接用一行命令生成汇编代码，马上可以戳穿他，打他的脸。

go tool 生成汇编

其实很简单，有两个命令可以做到：

go tool compile -S main.go

和：

go build main.go && go tool objdump ./main

前者是编译，即将源代码编译成 .o 目标文件，并输出汇编代码。

后者是反汇编，即从可执行文件反编译成汇编，所以要先用 go build 命令编译出可执行文件。

二者不尽相同，但都能看到前面两个示例代码对应的汇编代码是一致的。同事的“谣言”不攻自破，脸都被你打疼了。

找到 runtime 源码

Go 是一门有 runtime 的语言，什么是 runtime？其实就是一段辅助程序，用户没有写的代码，runtime 替我们写了，比如 Go 调度器的代码。

我们只需要知道用 go 关键字创建 goroutine，就可以疯狂堆业务了。至于 goroutine 是怎么被调度的，根本不需要关心，这些是 runtime 调度器的工作。

那我们自己写的代码如何和 runtime 里的代码对应起来呢？

前面介绍的方法就可以做到，只需要加一个 grep 就可以。

例如，我想知道 go 关键字对应 runtime 里的哪个函数，于是写了一段测试代码：

package main

func main() {
 go func() {
  println(1+2)
 }()
}

因为 go func(){}() 那一行代码在第 4 行，所以，grep 的时候加一个条件：

go tool compile -S main.go | grep "main.go:4"

// 或

go build main.go && go tool objdump ./main | grep "main.go:4"

go func

马上就能看到 go func(){}() 对应 newproc() 函数，这时再深入研究下 newproc() 函数就大概知道 goroutine 是如何被创建的。

用 dlv 调试

那有同学问了，有没有其他可以调试 Go、以及和 Go 程序互动的方法呢？其实是有的！这就是我们要介绍的 dlv 调试工具，目前它对调试 Go 程序的支持是最好的。

之前没我怎么研究它，只会一些非常简单的命令，这次学会了几个进阶的指令，威力挺大，也进一步加深了对 Go 的理解。

下面我们带着一个任务来讲解 dlv 如何使用。

我们知道，向一个 nil 的 slice append 元素，不会有任何问题。但是向一个 nil 的 map 插入新元素，马上就会报 panic。这是为什么呢？又是在哪 panic 呢？

首先写出让 map 产生 panic 的示例程序：

package main

func main() {
 var m map[int]int
 m[1] = 1
}

接着用 go build 命令编译生成可执行文件：

go build a.go

然后，使用 dlv 进入调试状态：

dlv exec ./a

使用 b 这个命令打断点，有三种方法：

1. b + 地址
2. b + 代码行数
3. b + 函数名

我们要在对 map 赋值的地方加个断点。先找到代码位置：

cat -n a.go

看到：

hello.go

赋值的地方在第 5 行，加断点：

(dlv) b a.go:5
Breakpoint 1 set at 0x45e55d for main.main() ./a.go:5

执行 c 命令，直接运行到断点处：

运行到断点处

执行 disass 命令，可以看到汇编指令：

disass

这时使用 si 命令，执行单条指令，多次执行 si，就会执行到 map 赋值函数 mapassign_fast64：

mapassign_fast64

这时再用单步命令 s，就会进入判断 h 的值为 nil 的分支，然后执行 panic 函数：

panic

至此，向 nil 的 map 赋值时，产生 panic 的代码就被我们找到了。接着，按图索骥找到对应 runtime 源码的位置，就可以进一步探索了。

除此之外，我们还可以使用 bt 命令看到调用栈：

调用栈

使用 frame 1 命令可以跳转到相应位置。这里 1 对应图中的 a.go:5，也就是我们前面打断点的地方，是不是非常酷炫。

上面这张图里我们也能清楚地看到，用户 goroutine 其实是被 goexit 函数一路调用过来的。当用户 goroutine 执行完毕后，就会回到 goexit 函数做一些收尾工作。当然，这是题外话了。

另外，用 dlv 也能干第二部分“找到 runtime 源码”活。

总结

今天系统地讲了几招通过命令和工具查看用户代码对应的 runtime 源码或者汇编代码的方法，非常实用。最后再汇总一下：

1. go tool compile
2. go tool objdump
3. dlv

使用这些命令和工具，可以让你在看 Go 源码的过程中事半功倍。

好了，这就是今天全部的内容了~ 我是小X，我们下期再见~

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