Go死码消除 - 技术栈

概念:

死码消除(dead code elimination, DCE) 是一种编译器优化技术, 作用是在编译阶段去掉对程序运行结果没有任何影响的代码

和逃逸分析^[1],内联优化^[2]并称为 Go编译器执行的三个重要优化

效果:

对于 const.go代码如下:

复制代码

package main

import "fmt"

func max(a, b int) int {
 if a > b {
  return a
 }
 return b
}

const a, b = 10, 20

func main() {
 if max(a, b) == a {
  fmt.Println(a)
 }
}

对于var.go代码如下:

复制代码

package main

import "fmt"

func max2(x, y int) int {
 if x > y {
  return x
 }
 return y
}

var x, y = 10, 20

func main() {
 if max2(x, y) == x {
  fmt.Println(x)
 }
}

两个文件的差异,只在于两个参数是变量还是常量

分别编译 const.go 和 var.go, 生成的二进制文件大小如下：

go build -o 想要生成的二进制名称想要编译的.go文件

不难发现, const 比 var 体积小了约 10%

为何如此?

首先编译器会对max函数 进行内联优化, const.go 优化后如下:

复制代码

package main

import "fmt"

const a, b = 10, 20

func main() {
 var result int
 if a > b {
  result = a
 } else {
  result = b
 }
 if result == a {
  fmt.Println(a)
 }
}

因为 a 和b 是常量, 永远有a<b, 编译器可以在编译时证明该分支永远不会为true, 因此编译器可以进一步优化代码为：

if a > b {}这个分支被消除了,这称为分支消除

又知道结果总是等于b,因此编译器还将进一步将代码优化为:

复制代码

package main

const a, b = 10, 20

func main() {
 const result = b

}

最后就是:

复制代码

package main

func main() {
}

而对于var.go, 参数为全局变量不为常量,编译器并不知道运行过程中x、y会不会发生改变, 因此不能进行死代码消除.

这部分代码被编译到最终的二进制程序中, 造成二进制文件 var 比 const 体积大了约 10%

分支消除是死码消除一种. 使用静态证明来表明一段代码永远不可达,通常会被称为死代码,它不需要在最终的二进制文件中编译和优化.

编译器在编译阶段, 死码消除与内联优化一起工作, 可以减少循环和分支产生的代码数量

参考资料

1

逃逸分析: https://dashen.tech/2021/05/29/golang逃逸技术分析/

2

内联优化: https://dashen.tech/2021/05/22/Go中的内联优化

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