浅谈Golang逃逸分析

什么是内存逃逸

通常情况下,函数里的局部变量 会被分配到栈 内存空间上,当函数执行结束,这些局部变量所占用的内存会被自动释放。然而,若变量的生命周期超出了函数的作用范围,编译器会将该变量分配到堆内存上,这种现象就叫做内存逃逸。

什么情况下会发生内存逃逸

逃逸分析是一种静态代码分析技术,Go 编译器在编译时会对代码进行数据流和控制流分析,以确定变量的生命周期和作用域,其核心目标是判断变量是否会在函数外部被引用,如果会,则该变量需要被分配到堆上,发生内存逃逸;如果不会,则可以安全地分配到栈上。

Golang程序变量会携带有一组校验数据,用来证明它的整个生命周期和作用域是否在运行时完全可知。如果变量通过了这些校验,它就可以在栈上分配。否则就说它 逃逸 了,必须在堆上分配。

可以使用该命令辅助分析,go build -gcflags="-m -l" ***.go

典型的会引起内存逃逸的情况:

  1. 函数将局部变量的指针返回:局部变量原本应该在栈中分配,在栈中回收。因为函数执行结束后,栈上的局部变量会被销毁,如果返回其指针,外部代码就无法正常访问该变量,所以编译器会将其分配到堆上。
go 复制代码
func test() *int {
    num := 10
    return &num
}

func main() {
    fmt.Println(test())
}
  1. 发送指针变量或包含指针的值到channel中:像结构体、切片、映射等数据类型,若其内部包含指针类型的字段;或者直接将一个变量的指针发送到channel中,在编译时,没有办法知道哪个 goroutine 会接收该数据。无法保证接收方在函数结束后还会不会通过该指针访问变量,所以编译器会把变量分配到堆上。
go 复制代码
func test2(ch chan *int) {
    a := 1
    ch <- &a
}

func main() {
    ch := make(chan *int)
    go test2(ch)
    <-ch
}

3. 切片发生扩容,并且作为返回值或闭包使用 :其实就算不发生扩容,把一个切片作为函数返回值,或者闭包使用,也会发生逃逸,只不过强调扩容是因为会使切片的内存管理更加复杂,内存逃逸的现象更加明显,对程序的性能和内存使用可能产生更大的影响,需要开发者更加关注和谨慎处理。

  1. 在一个切片上存储指针或带指针的值。
go 复制代码
func main() {
    s := make([]*string, 0)
    c := "A"
    s = append(s, &c)

    o := Order{
       OrderID:   123,
       OrderInfo: &OrderInfo{},
    }
    orders := make([]Order, 0)
    orders = append(orders, o)
}
  1. 变量被 interface{} 类型引用 :如果将一个变量赋值给 interface{} 类型的变量,该变量可能会发生内存逃逸。因为 interface{} 类型可以存储任意类型的值,编译器无法确定其具体大小和生命周期,为了安全起见,会将其分配到堆上。
  2. 在 interface 类型上调用方法:在 interface 类型上调用方法都是动态调度的 ------ 方法的真正实现只能在运行时知道。想像一个 io.Reader 类型的变量 r , 调用 r.Read(b) 会使得 r 的值和切片b 的背后存储都逃逸掉,所以会在堆上分配。

如何避免内存逃逸

除了注意上面几种编码方式,尽量避免发生内存逃逸。

在runtime/stubs.go:133有个函数叫noescape。noescape可以在逃逸分析中隐藏一个指针 。让这个指针在逃逸分析中不会被检测为逃逸。不过要注意,这个函数只是欺骗了逃逸分析器,实际上指针的引用关系依然存在。

go 复制代码
func test() *int {
    num := 10
    return &num
}

func testNotEscape() *int {
    num := 10
    // 使用 noescape 隐藏指针的引用关系
    ptr := (*int)(noescape(unsafe.Pointer(&num)))
    return ptr
}

func noescape(numPtr unsafe.Pointer) unsafe.Pointer {
    x := uintptr(numPtr)
    return unsafe.Pointer(x ^ 0)
}

func main() {
    test()
    testNotEscape()
}
相关推荐
明月_清风6 分钟前
AI Agent 进入系统层:现在有哪些开源项目在解决这个问题?
人工智能·后端
福兮说31 分钟前
Go time 包的九个坑:== 判断相等、Parse 差 8 小时、1 月 31 日加一个月变成 3 月 3 日
go
弈栈录33 分钟前
MySQL 事务、索引与锁:后端开发必须掌握的数据库基础
数据库·后端
明月_清风34 分钟前
AI Agent 最大的问题,可能不是智商,而是“权限”
人工智能·后端
vx_Biye_Design37 分钟前
expressDeepSeek社团咨询助手的学生社团管理系统60746-计算机课程设计、毕业设计
java·vue.js·spring boot·后端·python·课程设计·express
长安米粒贵38 分钟前
缓存明明加了,为什么数据还是不一致?聊聊 4 个容易忽略的边界
后端
yunwei3742 分钟前
eBPF 开发实践:使用 eBPF 隐藏进程或文件信息
linux·后端·性能优化
高频因子挖掘机43 分钟前
行情监控脚本重启后,怎样快速恢复而不重复拉取数据?
后端·github·api
aleafboat1 小时前
只管去写(day2) 用claude分析老项目技术栈
后端
vx_Biye_Design1 小时前
springboot宠物领养与救助平台64334-计算机课程设计、毕业设计
java·vue.js·spring boot·后端·mysql·课程设计·宠物