Interfaces

Интерфейсы в Go — это неявные контракты, определяющие поведение через набор методов. В отличие от Java/C#, типу не нужно явно объявлять реализацию интерфейса — достаточно иметь нужные методы.

TL;DR

Структура	Размер	Назначение
iface	16 байт (на 64-bit)	Интерфейс с методами (tab + data)
eface	16 байт (на 64-bit)	Пустой интерфейс any (_type + data)
itab	32+ байта	Таблица методов, кешируется глобально

Операция	Стоимость
Method dispatch	Indirect call через itab.fun[], обычно единицы ns (зависит от CPU/Go)
Type assertion	O(1) в среднем при попадании в кеш, O(n) в худшем случае
Boxing value	Возможна heap allocation
interface == nil	Только если оба поля nil

Ключевая идея: интерфейсное значение — это два слова (тип + данные). nil интерфейс = оба nil, typed nil = тип есть, данные nil.

Мини-схема:

var r io.Reader = (*os.File)(nil)

iface
┌────────────────────────────────────┐
│ tab  -> itab (io.Reader, *os.File) │
│ data = nil                         │
└────────────────────────────────────┘

По спецификации (go1.25)

• Интерфейс задаёт type set: значение интерфейсного типа может хранить любой тип из него.
• У интерфейсного значения есть static type и dynamic type; у nil interface dynamic type отсутствует.
• Method set: у T только value receiver методы, у *T — value + pointer receiver.
• Type assertion работает только с значениями интерфейсного типа (не с type parameters).
• any — alias interface{}.

Пример method set:

type Buffer struct{ data []byte }
func (b *Buffer) Write(p []byte) (int, error) { return len(p), nil }

var w io.Writer
// w = Buffer{}   // не компилируется: Write с pointer receiver
w = &Buffer{}     // ok

Статьи раздела

• Interface Internals — iface, eface, itab, memory layout, method dispatch
• Type Assertions — assertion механизм, type switch, comma-ok idiom
• nil Interface Trap — typed nil vs true nil, как избежать ловушки
• Best Practices — ISP, accept interfaces return structs, patterns
• Generics vs Interfaces — когда что использовать, GCShape stenciling

Что внутри

В этом разделе разбираем внутреннее устройство интерфейсов и продвинутые паттерны:

Interface Internals

• iface vs eface — структуры для интерфейсов с методами и пустых интерфейсов
• itab — таблица методов и её кеширование
• Type descriptors — как runtime хранит информацию о типах

Type Assertions & Switches

• Механизм type assertion — как работает v.(T) и v.(type)
• Оптимизации компилятора — когда assertion бесплатен
• Comma-ok idiom — безопасные проверки типов

Interface Composition

• Embedding — композиция интерфейсов
• Implicit satisfaction — duck typing в действии
• Interface segregation — принцип разделения интерфейсов

Производительность

• Стоимость вызова — virtual dispatch vs direct call
• Escape analysis — когда интерфейс вызывает аллокацию
• Devirtualization — оптимизации компилятора

Ключевые структуры

// runtime/runtime2.go
type iface struct {
    tab  *itab          // таблица методов + информация о типах
    data unsafe.Pointer // указатель на конкретное значение
}

type eface struct {
    _type *_type        // тип значения
    data  unsafe.Pointer // указатель на значение
}

// Таблица методов
type itab struct {
    inter *interfacetype // тип интерфейса
    _type *_type         // конкретный тип
    hash  uint32         // для быстрого сравнения типов
    _     [4]byte
    fun   [1]uintptr     // массив указателей на методы (variable size)
}

Быстрый старт

// Интерфейс — набор сигнатур методов
type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

// Любой тип с методом Write реализует Writer
type Buffer struct {
    data []byte
}

func (b *Buffer) Write(p []byte) (int, error) {
    b.data = append(b.data, p...)
    return len(p), nil
}

// Использование
var w Writer = &Buffer{}  // неявная реализация
w.Write([]byte("hello"))

// Buffer{} не удовлетворяет Writer,
// потому что Write определён на *Buffer.
// var w2 Writer = Buffer{} // compile error

Файлы runtime/

Файл	Назначение
runtime/iface.go	Операции с интерфейсами, type assertions, itab кеш
runtime/runtime2.go	Определения iface, eface
internal/abi/iface.go	ITab структура (экспортируемая)
internal/abi/type.go	_type и связанные структуры
cmd/compile/internal/ir/func.go	Генерация method dispatch кода

Sources

• Go spec: Interface types
• Go spec: Method sets
• Go spec: Type assertions
• Go spec: Type parameter declarations