Go语言之程序符号重命名

Go程序源代码中，关键字、接口、类型、常量、变量、方法、函数、字段、标签(label)等等的名称都可以称为符号。

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Go可执行程序中，符号表主要包含两种类型的符号：

  1. 数据对象(Data object)
  2. 函数(Function)

一般情况下(不是绝对的)，在源代码编译为可执行程序的过程中，

  • 关键字、局部变量、标签会转变为指令、数据或者消失，而不再是符号
  • 接口、类型、全局常量会被保存为不可变数据，而不再是符号
  • 函数、方法、全局变量、全局常量会被重命名，保存在符号表中

本文主要总结了函数、方法、全局变量在编译过程中通用的重命名规则，不讨论类似内联优化、闭包、非空接口、编译器生成等复杂的情况。

规则

Go 1.18版本之前符号重命名常见规则列表如下：

  1. 包名.变量名
  2. 包名.函数名
  3. 包名.函数名.funcN
  4. 包名.函数名.funcN.N
  5. 包名.类型.函数名
  6. 包名.类型.函数名.funcN
  7. 包名.类型.函数名.funcN.N
  8. 包名.(*类型).函数名
  9. 包名.(*类型).函数名.funcN
  10. 包名.(*类型).函数名.funcN.N
  11. 模块名/包名.变量名
  12. 模块名/包名.函数名
  13. 模块名/包名.函数名.funcN
  14. 模块名/包名.函数名.funcN.N
  15. 模块名/包名.类型.函数名
  16. 模块名/包名.类型.函数名.funcN
  17. 模块名/包名.类型.函数名.funcN.N
  18. 模块名/包名.(*类型).函数名
  19. 模块名/包名.(*类型).函数名.funcN
  20. 模块名/包名.(*类型).函数名.funcN.N
  21. 包名.init
  22. 包名.init.N
  23. 模块名/包名.init
  24. 模块名/包名.init.N

以上规则罗列过于详细，主要是因为包含了过多的匿名函数命名规则;本文会缩小分类粒度进行归纳：

  1. 普通函数
  2. 匿名函数
  3. 方法
  4. 全局常量
  5. 模块
  6. 初始化函数

环境

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. OS : Ubuntu 20.04.2 LTS; x86_64 
    2. 
  
  
  
  
  2. Go : go version go1.16.2 linux/amd64 
    3.

代码清单

完整代码已经上传到 Github 仓库：https://github.com/fooree/go-names

目录和文件结构如下：

go.mod

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. module github.com/fooree/go-names 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. go 1.16 
    4.

main.go

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package main 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. import ( 
    4. 
  
  
  
  
  4.   "debug/elf" 
    5. 
  
  
  
  
  5.   "fmt" 
    6. 
  
  
  
  
  6.   "github.com/fooree/go-names/internal" 
    7. 
  
  
  
  
  7.   "github.com/fooree/go-names/internal/foo" 
    8. 
  
  
  
  
  8.   "github.com/fooree/go-names/internal/foo/ree" 
    9. 
  
  
  
  
  9.   "os" 
    10. 
  
  
  
  
  10.   "path/filepath" 
    11. 
  
  
  
  
  11.   "reflect" 
    12. 
  
  
  
  
  12.   "sort" 
    13. 
  
  
  
  
  13.   "strings" 
    14. 
  
  
  
  
  14.   "time" 
    15. 
  
  
  
  
  15. ) 
    16. 
  
  
  
  
  16.  
    17. 
  
  
  
  
  17. //go:noinline 
    18. 
  
  
  
  
  18. func anonymousType() { 
    19. 
  
  
  
  
  19.   t := reflect.TypeOf(struct { 
    20. 
  
  
  
  
  20.     Name string 
    21. 
  
  
  
  
  21.   }{ 
    22. 
  
  
  
  
  22.     Name: "Jack", 
    23. 
  
  
  
  
  23.   }) 
    24. 
  
  
  
  
  24.   fmt.Printf("name=%s, string=%s, addres=%p\n", t.Name(), t.String(), t) 
    25. 
  
  
  
  
  25. } 
    26. 
  
  
  
  
  26.  
    27. 
  
  
  
  
  27. func main() { 
    28. 
  
  
  
  
  28.   anonymousType() 
    29. 
  
  
  
  
  29.   ree.Run() 
    30. 
  
  
  
  
  30.   foo.Y.Foo() 
    31. 
  
  
  
  
  31.   internal.X.Foo() 
    32. 
  
  
  
  
  32.    
    33. 
  
  
  
  
  33.   name, _ := filepath.Abs(os.Args[0]) 
    34. 
  
  
  
  
  34.   file, err := elf.Open(name) 
    35. 
  
  
  
  
  35.   if err != nil { 
    36. 
  
  
  
  
  36.     panic(err) 
    37. 
  
  
  
  
  37.   } 
    38. 
  
  
  
  
  38.   defer func() { _ = file.Close() }() 
    39. 
  
  
  
  
  39.   symbols, err := file.Symbols() 
    40. 
  
  
  
  
  40.   if err != nil { 
    41. 
  
  
  
  
  41.     panic(err) 
    42. 
  
  
  
  
  42.   } 
    43. 
  
  
  
  
  43.  
    44. 
  
  
  
  
  44.   slice := make([]string, 0, 100) 
    45. 
  
  
  
  
  45.   for _, symbol := range symbols { 
    46. 
  
  
  
  
  46.     const module = "github.com/fooree/go-names" 
    47. 
  
  
  
  
  47.     const name = "main" 
    48. 
  
  
  
  
  48.     if strings.HasPrefix(symbol.Name, module) || strings.HasPrefix(symbol.Name, name) { 
    49. 
  
  
  
  
  49.       slice = append(slice, symbol.Name) 
    50. 
  
  
  
  
  50.     } 
    51. 
  
  
  
  
  51.   } 
    52. 
  
  
  
  
  52.  
    53. 
  
  
  
  
  53.   go func() { 
    54. 
  
  
  
  
  54.     sort.Slice(slice, func(i, j int) bool { 
    55. 
  
  
  
  
  55.       return slice[i] < slice[j] 
    56. 
  
  
  
  
  56.     }) 
    57. 
  
  
  
  
  57.     go func() { 
    58. 
  
  
  
  
  58.       fmt.Println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~") 
    59. 
  
  
  
  
  59.     }() 
    60. 
  
  
  
  
  60.   }() 
    61. 
  
  
  
  
  61.  
    62. 
  
  
  
  
  62.   time.Sleep(time.Second) 
    63. 
  
  
  
  
  63.  
    64. 
  
  
  
  
  64.   for _, sym := range slice { 
    65. 
  
  
  
  
  65.     fmt.Println(sym) 
    66. 
  
  
  
  
  66.   } 
    67. 
  
  
  
  
  67. } 
    68.

internal/a.go

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package internal 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. import ( 
    4. 
  
  
  
  
  4.   "fmt" 
    5. 
  
  
  
  
  5.   "reflect" 
    6. 
  
  
  
  
  6. ) 
    7. 
  
  
  
  
  7.  
    8. 
  
  
  
  
  8. type Foo interface { 
    9. 
  
  
  
  
  9.   Foo() 
    10. 
  
  
  
  
  10. } 
    11. 
  
  
  
  
  11.  
    12. 
  
  
  
  
  12. type Int int 
    13. 
  
  
  
  
  13.  
    14. 
  
  
  
  
  14. var X Int 
    15. 
  
  
  
  
  15.  
    16. 
  
  
  
  
  16. //go:noinline 
    17. 
  
  
  
  
  17. func (i *Int) Foo() { 
    18. 
  
  
  
  
  18.   t := reflect.TypeOf(i) 
    19. 
  
  
  
  
  19.   go func() { 
    20. 
  
  
  
  
  20.     fmt.Printf("i am Int, name=%s, string=%s\n", t.Name(), t.String()) 
    21. 
  
  
  
  
  21.   }() 
    22. 
  
  
  
  
  22. } 
    23. 
  
  
  
  
  23.  
    24. 
  
  
  
  
  24. func init() { 
    25. 
  
  
  
  
  25.   X = Int(0x123) 
    26. 
  
  
  
  
  26. } 
    27. 
  
  
  
  
  27.  
    28. 
  
  
  
  
  28. func init() { 
    29. 
  
  
  
  
  29.   fmt.Println("X =", X) 
    30. 
  
  
  
  
  30. } 
    31.

internal/foo/b.go

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package foo 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. import ( 
    4. 
  
  
  
  
  4.   "fmt" 
    5. 
  
  
  
  
  5.   "reflect" 
    6. 
  
  
  
  
  6. ) 
    7. 
  
  
  
  
  7.  
    8. 
  
  
  
  
  8. type Ree struct { 
    9. 
  
  
  
  
  9.   Name string 
    10. 
  
  
  
  
  10. } 
    11. 
  
  
  
  
  11.  
    12. 
  
  
  
  
  12. //go:noinline 
    13. 
  
  
  
  
  13. func (r Ree) Foo() { 
    14. 
  
  
  
  
  14.   anonymousType() 
    15. 
  
  
  
  
  15.   t := reflect.TypeOf(r) 
    16. 
  
  
  
  
  16.   fmt.Printf("i am Ree, name=%s, string=%s\n", t.Name(), t.String()) 
    17. 
  
  
  
  
  17. } 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19. //go:noinline 
    20. 
  
  
  
  
  20. func anonymousType() { 
    21. 
  
  
  
  
  21.   t := reflect.TypeOf(struct { 
    22. 
  
  
  
  
  22.     Name string 
    23. 
  
  
  
  
  23.   }{ 
    24. 
  
  
  
  
  24.     Name: "Jack", 
    25. 
  
  
  
  
  25.   }) 
    26. 
  
  
  
  
  26.   fmt.Printf("name=%s, string=%s, addres=%p\n", t.Name(), t.String(), t) 
    27. 
  
  
  
  
  27. } 
    28. 
  
  
  
  
  28.  
    29. 
  
  
  
  
  29. var Y = Ree{"Rose"} 
    30. 
  
  
  
  
  30.  
    31. 
  
  
  
  
  31. func init() { 
    32. 
  
  
  
  
  32.   fmt.Println("Y =",Y) 
    33. 
  
  
  
  
  33. } 
    34.

internal/foo/ree/c.go

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package ree 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. import "sort" 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. var arr = []int{1, 5, 6, 2, 7, 3, 7, 2} 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. func Run() { 
    8. 
  
  
  
  
  8.   sort.Slice(arr, func(i, j int) bool { 
    9. 
  
  
  
  
  9.     return arr[i]
  
  
  
  
  10.   }) 
    11. 
  
  
  
  
  11. } 
    12.

查看符号表

编译以上代码并执行，在执行过程中，对可执行程序本身进行符号解析，过滤并输出以上代码中定义的符号。

普通函数

在Go语言中，所有的代码都必须位于某个包(package)中。

在Go语言中，最特殊的一个包名是main，无论它所在的目录名称是什么，编译后该包下的符号都必须以 main.开头。

在Go语言中，最特殊的一个函数是main包中的main函数，其编译之后的符号名称为main.main，Go运行时将该函数作为程序的入口。

main包中的其它有名称的函数，都会被编译器重命名为“包名.函数名”的格式，例如main.anonymousType。

匿名函数

顾名思义，匿名函数就是没有名称的函数。

函数中定义的匿名函数，会被重命名为“包名.函数名.funcN”的格式，其中N是一个可递增的数字。

例如，在以上代码清单中，

main函数里defer关键字后的func() { _ = file.Close() }()是第一个匿名函数，被重命名为main.main.func1。

main函数里go关键字后的func是第二个匿名函数，被重命名为main.main.func2。

main.main.func2函数里又定义了两个匿名函数，它们不再被重命名为funcN格式，而是被重命名为funcN.N格式，分别为main.main.func2.1和main.main.func2.2。

方法

专属于某一个数据类型的函数，称为方法。

方法，只不过是语法层面的一个称谓而已，其本质就是函数;方法的接受者就是其第一个参数，所以方法至少有一个参数。

在 A Tour of Go (https://tour.golang.org/methods/1) 中，对函数的定义为：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. A method is a function with a special receiver argument. 
    2.

方法的定义格式有两种：

1.接受者为数据类型

例如，reflect/value.go源文件中的Elem方法：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. func (v Value) Elem() Value { 
    2. 
  
  
  
  
  2.     // 此处省略方法代码 
    3. 
  
  
  
  
  3. } 
    4.

2.接受者为指针类型

例如，reflect/value.go源文件中的Value方法：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. func (it *MapIter) Value() Value {  
    2. 
  
  
  
  
  2.     // 此处省略方法代码 
    3. 
  
  
  
  
  3. } 
    4.

通常情况下，以上两种格式的方法定义，对应的重命名规则分别如下：

包名.类型.方法名，例如：reflect.Value.Elem

包名.(*类型).方法名，例如：reflect.(*MapIter).Value

实际情况是：编译过程中的方法重命名规则要复杂的多。后续其他的专题文章会逐渐介绍。

方法中如果包含匿名函数，重命名规则是在其后追加funcN或funcN.N。

全局变量

全局变量的重命名规则是“包名.变量名”。

例如os/proc.go源文件中定义的Args变量。

包层级

在Go语言中，一个包可以包含和定义其他的包，这是通过子目录实现的，从而形成了包的层级结构。

如果包存在层级结构，则使用“/”进行包名之间的连接，从而实现包的编译重命名。

例如，io/fs/源码目录中定义包名是fs，该包中的变量和函数，在编译后它们的包名都是“io/fs”。

模块

模块(module)是Go语言的依赖管理工具。

一个模块一般会包含一个或多个包(package)。

模块中的包、函数、方法、全局变量、匿名函数的重命名规则与以上总结的规则一致，只是需要增加前缀“模块名/”。

例如，文本代码清单中定义的模块名称是github.com/fooree/go-names，模块中定义的符号重命名如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. github.com/fooree/go-names/internal.(*Int).Foo        // 方法名 
    2. 
  
  
  
  
  2. github.com/fooree/go-names/internal.(*Int).Foo.func1  // 匿名函数 
    3. 
  
  
  
  
  3. github.com/fooree/go-names/internal.X                 // 全局变量 
    4. 
  
  
  
  
  4. github.com/fooree/go-names/internal/foo.Ree.Foo       // 方法名 
    5. 
  
  
  
  
  5. github.com/fooree/go-names/internal/foo.Y             // 全局变量 
    6. 
  
  
  
  
  6. github.com/fooree/go-names/internal/foo.anonymousType // 函数名 
    7. 
  
  
  
  
  7. github.com/fooree/go-names/internal/foo/ree.Run       // 函数名 
    8. 
  
  
  
  
  8. github.com/fooree/go-names/internal/foo/ree.Run.func1 // 匿名函数 
    9. 
  
  
  
  
  9. github.com/fooree/go-names/internal/foo/ree.arr       
    10.

初始化函数

关于初始化函数的重命名规则，请阅读 【Go】初始化函数。

结语

本文总结了一些基本的符号重命名规则。

本文转载自微信公众号「Golang In Memory」，可以通过以下二维码关注。转载本文请联系Golang In Memory公众号。

网页标题：Go语言之程序符号重命名
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