Go常见错误第15篇：interface使用的常见错误和最佳实践

前言

这是Go常见错误系列的第15篇：interface使用的常见错误和最佳实践。

素材来源于Go布道者，现Docker公司资深工程师Teiva Harsanyi。

本文涉及的源代码全部开源在：Go常见错误源代码，欢迎大家关注公众号，及时获取本系列最新更新。

常见错误和最佳实践

interface是Go语言里的核心功能，但是在日常开发中，经常会出现interface被乱用的情况，代码过度抽象，或者抽象不合理，导致代码晦涩难懂。

本文先带大家回顾下interface的重要概念，然后讲解使用interface的常见错误和最佳实践。

interface重要概念回顾

interface里面包含了若干个方法，大家可以理解为一个interface代表了一类群体的共同行为。

结构体要实现interface不需要类似implement的关键字，只要该结构体实现了interface里的所有方法即可。

我们拿Go语言里的io标准库来说明interface的强大之处。io标准库包含了2个interface：

io.Reader：表示从某个数据源读数据
io.Writer：表示写数据到目标位置，比如写到指定文件或者数据库

Figure 2.3 io.Reader reads from a data source and fills a byte slice, whereas io.Writer writes to a target from a byte slice.

io.Reader这个interface里只有一个Read方法：

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

Read reads up to len§ bytes into p. It returns the number of bytes read (0 <= n <= len§) and any error encountered. Even if Read returns n < len§, it may use all of p as scratch space during the call. If some data is available but not len§ bytes, Read conventionally returns what is available instead of waiting for more.

如果某个结构体要实现io.Reader，需要实现Read方法。这个方法要包含以下逻辑：

入参：接受元素类型为byte的slice作为方法的入参。
方法逻辑：把Reader对象里的数据读出来赋值给p。比如Reader对象可能是一个strings.Reader，那调用Read方法就是把string的值赋值给p。
返回值：要么返回读到的字节数，要么返回error。

io.Writer这个interface里只有一个Write方法：

type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

Write writes len§ bytes from p to the underlying data stream. It returns the number of bytes written from p (0 <= n <= len§) and any error encountered that caused the write to stop early. Write must return a non-nil error if it returns n < len§. Write must not modify the slice data, even temporarily.

如果某个结构体要实现io.Writer，需要实现Write方法。这个方法要包含以下逻辑：

入参：接受元素类型为byte的slice作为方法的入参。
方法逻辑：把p的值写入到Writer对象。比如Writer对象可能是一个os.File类型，那调用Write方法就是把p的值写入到文件里。
返回值：要么返回写入的字节数，要么返回error。

这2个函数看起来非常抽象，很多Go初级开发者都不太理解，为啥要设计这样2个interface？

试想这样一个场景，假设我们要实现一个函数，功能是拷贝一个文件的内容到另一个文件。

方式1：这个函数用2个*os.Files作为参数，来从一个文件读内容，写入到另一个文件
```
func copySourceToDest(source *io.File, dest *io.File) error {
    // ...
}
```
方式2：使用io.Reader和io.Writer作为参数。由于os.File实现了io.Reader和io.Writer，所以os.File也可以作为下面函数的参数，传参给source和dest。
```
func copySourceToDest(source io.Reader, dest io.Writer) error {
    // ...
}
```
方法2的实现会更通用一些，source既可以是文件，也可以是字符串对象(strings.Reader)，dest既可以是文件，也可以是其它数据库对象(比如我们自己实现一个io.Writer，Write方法是把数据写入到数据库)。

在设计interface的时候要考虑到简洁性，如果interface里定义的方法很多，那这个interface的抽象就会不太好。

引用Go语言设计者Rob Pike在Gopherfest 2015上的技术分享Go Proverbs with Rob Pike中关于interface的说明：

The bigger the interface, the weaker the abstraction.

当然，我们也可以把多个interface结合为一个interface，在有些场景下是可以方便代码编写的。

比如io.ReaderWriter就结合了io.Reader和io.Writer的方法。

type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}

何时使用interface

下面介绍2个常见的使用interface的场景。

公共行为可以抽象为interface

比如上面介绍过的io.Reader和io.Writer就是很好的例子。Go标准库里大量使用interface，感兴趣的可以去查阅源代码。

使用interface让Struct成员变量变为private

比如下面这段代码示例：

package main
type Halloween struct {
   Day, Month string
}
func NewHalloween() Halloween {
   return Halloween { Month: "October", Day: "31" }
}
func (o Halloween) UK(Year string) string {
   return o.Day + " " + o.Month + " " + Year
}
func (o Halloween) US(Year string) string {
   return o.Month + " " + o.Day + " " + Year
}
func main() {
   o := NewHalloween()
   s_uk := o.UK("2020")
   s_us := o.US("2020")
   println(s_uk, s_us)
}

变量o可以直接访问Halloween结构体里的所有成员变量。

有时候我们可能想做一些限制，不希望结构体里的成员变量被随意访问和修改，那就可以借助interface。

type Country interface {
   UK(string) string
   US(string) string
}
func NewHalloween() Country {
   o := Halloween { Month: "October", Day: "31" }
   return Country(o)
}