go 的内存逃逸

在C/C++ 中，例如对于局部变量的分配是在栈上，在go语言中，这是不确定的，局部变量的内存分配也许发生在堆上。

package main

var a int
func foo() *int {
    a := 10
    return &a  // 在C++ 中，返回局部变量的指针是不安全的，但是在go中是安全的，因为发生了内存逃逸。
}

func main() {
    a := *foo()
}

内存逃逸影响

变量在堆上的分配和回收都比在栈上开销大的多，对于 go 这种带 GC 的语言来说，会增加 gc 压力。

如何发现内存逃逸？

go 中逃逸分析在编译阶段完成的，在 build 时添加 -gcflags="-m -l" 选项可以看内存逃逸情况。-m 会打印出逃逸分析的优化策略。-l禁止编译优化，这里主要是为了输出信息单一好看。

var a int

func foo() *int {
    a := 10
    return &a
}

func main() {
    a = *foo()
}

# go build -gcflags="-m -l"
  ./main.go:8:5: moved to heap: a

哪些情形会发生内存逃逸？

• 返回局部变量指针或者闭包引用，因为变量的生命周期可能会超过函数周期，因此只能放入堆中。

  func Foo () func (){
    x := 5  // x发生逃逸，因为在Foo调用完成后，被闭包函数用到。
    return func () {
        x += 1
    }
  }
  

• 变量绑定到了堆上的变量

• 切片底层数据内存太大，逃逸到堆上

  // 8191不会逃逸
  s := make([]int, 8191, 8191)   
  
  // 8192会逃逸
  s := make([]int, 8192, 8192)
  

• make 创建切片时，指定大小是非常量

  func foo(size int) {
      a := make([]int, size)
  }
  

• 在 slice 或 map 中存储指针。比如 []*string，其后面的数组可能是在栈上分配的，但其引用的值还是在堆上。

• 向 channel 发送指针数据，因为在编译时，不知道channel中的数据会被哪个 goroutine 接收，因此编译器没法知道变量什么时候才会被释放，因此只能放入堆中。

  package main
  func main() {
      ch := make(chan int, 1)
      x := 5
      ch <- x  // x不发生逃逸，因为只是复制的值
  
      ch1 := make(chan *int, 1)
      y := 5
      py := &y
      ch1 <- py  // y逃逸，因为y地址传入了chan中，编译时无法确定什么时候会被接收，所以也无法在函数返回后回收y
  }
  

• 参数为interface类型，因为编译期间很难确定参数的具体类型

  package main
  
  import "fmt"
  
  func main() {
      fmt.Print("hello world")
  }
  

  编译查看输出：

  # go build -gcflags="-m -l"
    ./main.go:7:16: ... argument does not escape
    ./main.go:7:17: "hello world" escapes to heap
  

避免内存逃逸

参考
1、https://juejin.cn/post/6952177646050639902
2、https://mp.weixin.qq.com/s/_tjDnPcdBkUpjJ80f3cGTg