这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 7 天
课程内容与选题缘由
上一届课讲到了Go内存分配和编译器的优化。今天就总结一下编译器相关的课程笔记。
编译器的结构
编译器是重要的系统软件，他的作用是：
- 识别符合的语法和非法的程序
- 生成正确且高效的代码
编译器中的分析器：
- 词法分析：生成词素（lexeme）
- 语法分析：生成语法树
- 语义分析：收集类型信息，进行语义检查
- 中间代码生成：生成intermediate representation（IR）
综合部分：
- 代码优化：机器无关代码，生成优化后的IR
- 代码生成：生成目标代码
编译器优化的方法
静态分析
静态代码分析是编译器优化的一部分。
静态分析的过程中，不执行程序代码，之推导程序的行为，分析程序的性质。
它可以在程序编译时分析出程序的控制流和数据流，从而对程序的性能进行优化。
使用静态代码分析可以提高代码的执行效率，降低程序的内存占用，并减少编译器在运行时所需要的资源。
静态分析的分类：
- 控制流分析：程序执行的流程（提前知道要走哪条路径）
- 数据流：数据在控制流上的传递（不用编译计算过程，直接返回结果值）
•例如上面的程序。我们通过分析数据流和控制流，知道这个程序始终返回 4。编译器可以根据这个结果做出优化。
过程内分析、过程间分析
过程内分析：仅在函数内部进行分析
过程间分析：考虑过程调用时参数传递和返回值的数据流和控制流
过程间分析的难点：
- 需要通过数据流分析得知
i的具体类型，才能知道i.foo()调用的是哪个foo() - 根据
i的具体类型，产生了新的控制流，A.foo()，分析继续 - 过程间分析需要同时分析控制流和数据流——联合求解，比较复杂
Go编译器优化
Go编译器的使用场景是：面向后端长期执行任务
因此可以牺牲一定编译时间换取更高效的机械码
函数内联
函数内联的定义是，将被调用函数的函数体的副本替换到调用位置上，同时重写代码以反映参数的绑定。
相当于两个函数合并成一个函数了，节省了传参和保存存储器的过程
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优点
- 消除调用开销
- 将过程间分析的问题转换为过程内分析，帮助其他分析
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缺点
- 函数体变大
- 编译生成的 Go 镜像文件变大
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函数内联在大多数情况下是正向优化，即多内联，会提升性能
逃逸分析
逃逸分析可以确定一个对象是否仅在函数内使用，从而决定是否对该对象所在的函数进行内联，从而减少分配和垃圾回收的开销。逃逸分析使 Go 编译器能够确定哪些对象需要在 GC 时回收。
如果对象逃逸了，则该对象将在堆上分配；如果未逃逸，则对象将在栈上分配。
为什么未逃逸的对象在栈上分配？：
- 对象在栈上分配和回收很块：移动sp
- 减少在heap上的分匹配，降低GC带来的性能开销
