GoLang内存逃逸

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一般来说,局部变量会在函数返回后被销毁,因此被返回的引用就成为了没有指针指向的引用,程序会进入未知状 态。 但这在go中是安全的,go语言会对每个局部变量 进行逃逸分析,如果发生局部变量的作用域超出该函数,则不会将内存分配在栈上,而是分配在堆上,即使释放函 数,其内容也不会受影响

概念

go在 编译时 进行逃逸分析,他会决定一个对象放在栈上还是堆上,不逃逸的放栈上,可能逃逸的放堆上

目的

尽可能将变量分配到栈上

方式

编译器可以证明变量在函数返回后不再被引用,才会分配到栈上,否则分配到堆上

  • 在栈上分配(静态内存分配),一般由系统进行申请和释放,eg.函数的入参、局部变量、返回值等,每个函数都会分配一个栈帧,在函数运行结束后进行销毁
  • 在堆上分配(动态内存分配),在函数运行结束后仍然可以使用,如果要回收掉,需要进行GC,带来额外的性能开销

编程语言不断优化GC算法,主要目的是为了减少GC带来的额外性能开销,变量一旦逃逸会导致性能开销变大

逃逸机制

编译器会根据变量是否被外部引用来决定是否逃逸

  • 函数外部没有引用,优先放到栈中
  • 函数外部存在引用,放到堆中
  • 栈上放不下,放到堆中

可以通过编译参数-gcflag=-m查看编译过程中的逃逸分析 go build -gcflag=-m main.go

可能的场景
  • 指针逃逸

    函数返回值为局部变量的指针,函数虽然退出了,但因为指针的存在,指向的内存不能随着函数结束而回收,因此只能分配在堆上

package main
func escape1()* int{
    var a int = 1
    return &a
}
func main(){
    escape1()
}
  • 栈空间不足
package main
 
func escape2() {
	s := make([]int, 0, 10000)
	for index, _ := range s {
		s[index] = index
	}
}
func main() {
	escape2()
}
  • 变量大小不确定

编译期无法确定slice的长度,这种情况为了保证内存的安全,编译期也会触发逃逸,在堆上进行内存分配

直接s:=make([]int,10)不会发生逃逸

package main
 
func escape3() {
	number := 10
	s := make([]int, number)
	for i := 0; i < len(s); i++ {
		s[i] = i
	}
}
func main() {
	escape3()
}
  • 动态类型

动态类型就是编译期间不确定参数的类型、参数的长度也不确定的情况下就会发生逃逸

空接口interface{}可以表示任意的类型,如果函数参数为interface{},编译期间很难确定其参数的具体类型,也会发生逃逸

package main
 
import "fmt"
 
func escape4() {
	fmt.Println(1111)
}
func main() {
	escape4()
}
  • 闭包引用对象
package main
 
func escape5() func() int {
	var i int = 1
	return func() int {
		i++
		return i
	}
}
func main() {
	escape5()
}
总结:

1.栈上分配内存比堆中分配内存效率更高

2.栈上分配的内存不需要GC处理,而堆需要

3.逃逸分析目的是决定内存分配地址是栈还是堆

4.逃逸分析在编译阶段完成

无论变量大小,只要是指针变量都会在堆上分配,所以对于小变量使用传值(而不是传指针)效率更高