这里不会描述并发语义的内存模型，那个会和并发一起进行分析

基本数据类型

Go语言有下面这些基本数据：
整数类型(int, uint, int8, int16, byte, rune, unitptr等等)， 浮点数(float32, float64), 复数(complex64, complex128), 布尔型，字符串。

这些数据结构的内存模型都很简单：

数组

对于数组来说，内存结构如下：

对于bytes这个[5]byte类型，他的内存就是5个连续的字节, 一个数组的定义同时包括了长度和类型。
比如：
var a [4]int
那么就表示声明了一个类型是数组，元素类型是int，长度是4。这里需要注意的是Go语言的数组和C语言的不一样，C语言的数组是一个指针，指向数组的一个元素。但是在Go语言里面数组就是一个普通的值类型。
所以[4]int和[5]int表示两种完全不同的类型。

数组的内存分布就是

切片

切片是对数组中一段数据的引用。在内存中它有三段数据组成：一个指向数据头的指针、切片的长度、切片的容量。长度是索引操作的上界，如：x[i] 。容量是切片操作的上界，如：x[i:j]。

比如我通过s := make([]byte, 5)创建的切片内存如下：

如果我们通过修改切片引用的数据区域和大小，s = s[2:4], 那么就变成了如下的结构

我们通过下面的代码可以很快弄清楚slice的内存模型

输出结果如下：
0xc042038448
{0xc042038448 5 5}
{0xc04203844a 2 3}

0xc04203844a - 0xc042038448 = 2， 刚好是偏移了两个byte。

从上面的内存模型来看，如果两个数组相互赋值，那么将会触发数组全量拷贝的动作，但是如果是传递切片，那么将只需要永远申请固定大小的切片对象就可以了，底层的数组通过引用传递。

切片的内存增长

从内存模型来看，切片就是引用了一个固定的数组， 一个切片的容量受到起始索引和底层数组容量的限制。Go语言提供了内置的copy和append函数来增长切片的容量，那么调用这些函数以后切片的内存会发生什么变化呢？

copy和append这两个是内置函数，是看不到go源码实现，可能使用C/C++/汇编实现的：

copy方法

copy方法并不会修改slice的内存模型，仅仅是将某个slice的内容拷贝到另外一个slice中去。底层的实现在runtime\slice.go中，这个方法比较简单，就不赘述了。

func slicecopy(to, fm slice, width uintptr) int

append方法

输出结果是：
{0xc04203a448 1 1}
{0xc0420369e0 4 4}

那么从上面可以看出，append方法其实重新生成了一个新的数组，然后返回的切片引用了这个新的数组，那我们来重点看一下append方法的实现，为了简单点，写出下面的代码，然后生成汇编：

从下面的汇编可以得到两个信息：
runtime.growslice是用来实现slice增长的函数
cap函数的实现仅仅是调用b.cap这个成员

growslice的实现：src\runtime\slice.go

具体实现的代码就不说了，其实就是判断cap，生成一个新的数组，将old的元素拷贝到新的slice中去。
扩容规则上面的代码已经说明了：

• 如果新的大小是当前大小2倍以上，则大小增长为新大小

• 否则循环以下操作：如果当前大小小于1024，按每次2倍增长，否则每次按当前大小1/4增长。直到增长的大小超过或等于新大小。

在runtime\slice.go中，我们可以看到

这个也是Go语言内部的slice数据结构，和我们前面定义的是一致的，slice的make，copy，grow等函数都在这个文件中实现

字符串

字符串在内存中其实表示成了这么一个数据结构
这个定义是在runtime\string.go中定义的

从上面的代码可以输出如下的结果：
{0x4b1cbe 5}
{0x4b1cbe 3}
{0x4b1cc0 1}

所以说，字符串也是一种特殊的切片，但是是没有容量，只有长度属性。

map的实现

Go语言的map并不是像C++的map一样用二叉树实现的，而是典型Hash实现的。

在src\runtime\hashmap.go里面可以找到具体的实现：

其中桶的数据结构如下：

那么内存模型就是：

struct的字节对齐

在64位系统上面，Go语言的字节是8直接对齐，如果不足的，就补充padding。
这里有详细的描述：http://www.geeksforgeeks.org/structure-member-alignment-padding-and-data-packing/

下面有一个简单的例子：

输出结果如下：
size Example: 8
Alignment Boundary: 8
BoolValue = Size: 1 Offset: 0 Addr: 0xc04200a230
IntValue = Size: 2 Offset: 2 Addr: 0xc04200a232
FloatValue = Size: 4 Offset: 4 Addr: 0xc04200a234

可以看出在64位机器是按照8字节对齐的，并且bool的后面增加了一个字节的padding

输出结果是：

我们来看一下slice的make做了啥：

从上面来看，最重要就是通过mallocgc来申请了一个数组。
我们再来看一下map的make做了啥，直接看runtime的makemap函数

通过查看汇编代码就可以看出make底层是调用哪个函数了

从上面看，map初始化最重要的就是创建buckets。

总结

整体来说，Go语言的对象内存模型比C++要简单的多，毕竟没有继承，虚函数，多重继承等等，了解这些内存模型，对于平时使用这些类型时可以少踩坑是有帮助的。