Go语言之逃逸

转自微信公众号“灰子学技术”,原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/8o8MsExj5BLje38TZoZG5g

本篇做为Go语言内存管理的第一篇文章,会从下面几个方向来讲述:

1.什么是逃逸?
2.为什么需要逃逸?
3.逃逸是怎么实现的?

一、什么是逃逸

在开始讲逃逸之前,我们先看一下,下面的两个例子。

例子1:stack.go的fun()返回的就是一个int变量。

例子2:mem.go的fun()返回的是*int变量,同时里面的返回值是&i。

源代码如下所示:

$ go tool compile -S stack.go //生成汇编语句

汇编结果分析:通过汇编可以看出来,在mem.go中的fun()中的变量i是通过newobject(XX)来生成的数据,这就说明,这个i是存储在对中。

备注:newobject(XX)函数的定义如下所示:

看到上面的例子,有没有觉得很奇怪,为什么mem.go的fun()函数中的i,明明是变量,但是却存储在堆中?

这个其实就是Go语言的 逃逸 ,编译器通过执行静态代码的分析去决定,到底一个变量是应该分配到一个栈上面,还是需要逃逸到一个堆上面。

二、为什么需要逃逸

在分析逃逸之前,我们需要先看下Go语言中的 堆。

在Go语言中,堆作为第二存储位置,Go会优先将数据存在栈里面的。堆是不会自己释放分配的内存的,需要通过GC(garbage collector)也就是垃圾收集器来回收这些分配好的内存。

Go中的栈数据,不能作为指针指向的存储位置。 原因是: goroutine的栈会在栈扩容或者缩减的时候,指向 不同的存储块 。例子如下所示:

(摘自:https://play.golang.org/p/pxn5u4EBSI)

一旦指针指向这种栈存储位置,就会在运行的时候出现异常,而Go编译器要想解决这个问题,就会变的更复杂,所以Go的指针就不能指向栈中的存储地址。

想来这个应该也是Go逃逸的数据存储到堆中的原因了。

三、逃逸是怎么实现的

还是以mem.go作为例子,如下所示:

Output: //./mem

执行$ go build -gcflags "-m -m" mem.go 会得到下面的分析结果:

结果分析:通过输出的结果,我们可以看到line 10的 i, 会根据line 12的return &i来决定,将变量i 分配到堆上面。

逃逸的内存分配如下所示:

1. main函数和fun函数,分别会有两个栈信息,分别为main frame和fun frame,如下图所示。

2.在fun frame中,变量i会在heap中分配对应的数据,地址为0xc000014080,变量值此时为0。

3.main函数在调用fun()之后,会copy一份i的值给变量a,此时的a的地址是0xc0000c028,存的值是i的地址0xc000014080,这个地址在堆中。

4.不管是在fun还是在main函数中,操作地址0xc000014080就可以取到对应的数值。

参考资料:

Language Mechanics On Escape Analysis:https://www.ardanlabs.com/blog/2017/05/language-mechanics-on-escape-analysis.html

Go's Memory Allocator - Overview:https://andrestc.com/post/go-memory-allocation-pt1/

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