1、逃逸分析介绍
学计算机的同学都知道,在编译原理中,分析指针动态范围的方法称之为逃逸分析。通俗来讲,当一个对象的指针被多个方法或线程引用时,我们称这个指针发生了“逃逸”。
Go语言的逃逸分析是编译器执行静态代码分析后,对内存管理进行的优化和简化,它可以决定一个变量是分配到堆还栈上。
mallocnew
2、Go中内存分配在哪里?
new
Go语言逃逸分析最基本的原则是:如果一个函数返回对一个变量的引用,那么它就会发生逃逸。
简单来说,编译器会分析代码的特征和代码生命周期,Go中的变量只有在编译器可以证明在函数返回后不会再被引用的,才分配到栈上,其他情况下都是分配到堆上。
Go语言里没有一个关键字或者函数可以直接让变量被编译器分配到堆上,相反,编译器通过分析代码来决定将变量分配到何处。
对一个变量取地址,可能会被分配到堆上。但是编译器进行逃逸分析后,如果考察到在函数返回后,此变量不会被引用,那么还是会被分配到栈上。
编译器会根据变量是否被外部引用来决定是否逃逸:
- 如果在函数外面没有引用到,则优先放到栈区中;
- 如果在函数外面存在引用的可能,则就会放到堆区中;
pass-by-valuepass-by-reference
你一定还记得,这里隐藏了一个很大的坑:在函数内部定义了一个局部变量,然后返回这个局部变量的地址(指针)。这些局部变量是在栈上分配的(静态内存分配),一旦函数执行完毕,变量占据的内存会被销毁,任何对这个返回值作的动作(如解引用),都将扰乱程序的运行,甚至导致程序直接崩溃。比如下面的这段代码:
有些同学可能知道上面这个坑,用了个更聪明的做法:在函数内部使用new函数构造一个变量(动态内存分配),然后返回此变量的地址。因为变量是在堆上创建的,所以函数退出时不会被销毁。
newdeletedelete
3、Go与C++内存分配的区别
C/C++
C/C++中的动态分配的内存需要我们手动来释放,这样会带来一个问题:有些内存处理不当或回收不及时,导致内存泄露。
但是这样的好处是:开发人员可以自己管理内存。
Go的垃圾回收,让堆和栈对程序员保持透明。真正解放了程序员的双手,让他们可以专注于业务,“高效”地完成代码编写。把那些内存管理的复杂机制交给编译器,而程序员可以去享受生活。
4、逃逸分析骚操作
逃逸分析这种“骚操作”把变量合理地分配到它该去的地方。即使你是用new申请到的内存,如果我发现你竟然在退出函数后没有用了,那么就把你丢到栈上,毕竟栈上的内存分配比堆上快很多;反之,即使你表面上只是一个普通的变量,但是经过逃逸分析后发现在退出函数之后还有其他地方在引用,那我就把你分配到堆上。
如果变量都分配到堆上,堆不像栈可以自动清理。它会引起Go频繁地进行垃圾回收,而垃圾回收会占用比较大的系统开销(占用CPU容量的25%)。
PUSHRELEASE
gc
5、逃逸分析引申示例说明
引申1:如何查看某个变量是否发生了逃逸?两种方法:使用go命令,查看逃逸分析结果;反汇编源码;
比如用这个例子:
使用go命令:
foo
foomaininterfacefmt.Println(a …interface{})
反汇编代码比较难理解,这里就不讲了。
引申2:下面代码中的变量发生逃逸了吗?
先来看示例1:
分析:Go语言函数传递都是通过值的,调用函数的时候,直接在栈上copy出一份参数,不存在逃逸。
再来看示例二:
identitymain
继续看示例三:
分析:z是对x的拷贝,ref函数中对z取了引用,所以z不能放在栈上,否则在ref函数之外,通过引用如何找到z,所以z必须要逃逸到堆上。仅管在main函数中,直接丢弃了ref的结果,但是Go的编译器还没有那么智能,分析不出来这种情况。而对x从来就没有取引用,所以x不会发生逃逸。
还有示例四:如果对一个结构体成员赋引用如何?
refStruct
最后看示例五:
mainrefStructmainmainrefStruct