简单聊聊内存逃逸 | 剑指offer - golang

问题

简单讲讲golang的内存逃逸吗?

解析

什么是内存逃逸

在程序中,每个函数块都会有自己的内存区域用来存自己的局部变量(内存占用少)、返回地址、返回值之类的数据,这一块内存区域有特定的结构和寻址方式,寻址起来十分迅速,开销很少。这一块内存地址称为栈。栈是线程级别的,大小在创建的时候已经确定,当变量太大的时候,会"逃逸"到堆上,这种现象称为内存逃逸。简单来说,局部变量通过堆分配和回收,就叫内存逃逸。

内存逃逸的危害

堆是一块没有特定结构,也没有固定大小的内存区域,可以根据需要进行调整。全局变量,内存占用较大的局部变量,函数调用结束后不能立刻回收的局部变量都会存在堆里面。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,同时也容易造成内存碎片。

如何分析程序是否发生内存逃逸

build时添加-gcflags=-m 选项可分析内存逃逸情况,比如输出./main.go:3:6: moved to heap: x 表示局部变量x逃逸到了堆上。

内存逃逸发生时机

  1. 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
}
  1. 局部变量在函数调用结束后还被其他地方使用,比如函数返回局部变量指针或闭包中引用包外的值。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。
package main

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,还不能回收,只能放到堆上存放
	return func () {
		x += 1
	}
}
func main() {
	inner := Foo()
	inner()
}
  1. 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。
package main
func main() {
	var x int
	x = 10
	var ls []*int
	ls = append(ls, &x)		// x发生逃逸,ls存储的是指针,所以ls底层的数组虽然在栈存储,但x本身却是逃逸到堆上
}
  1. 切片扩容后长度太大,导致栈空间不足,逃逸到堆上。
package main

func main() {
    s := make([]int, 10000, 10000)
    for index, _ := range s {
        s[index] = index
    }
}
  1. 在 interface 类型上调用方法。 在 interface 类型上调用方法时会把interface变量使用堆分配, 因为方法的真正实现只能在运行时知道。
package main
type foo interface {
	fooFunc()
}
type foo1 struct{}
func (f1 foo1) fooFunc() {}
func main() {
	var f foo
	f = foo1{}
	f.fooFunc()   // 调用方法时,f发生逃逸,因为方法是动态分配的
}

避免内存逃逸的办法

  • 对于小型的数据,使用传值而不是传指针,避免内存逃逸。
  • 避免使用长度不固定的slice切片,在编译期无法确定切片长度,只能将切片使用堆分配。
  • interface调用方法会发生内存逃逸,在热点代码片段,谨慎使用。

写在最后

喜欢本文的朋友,欢迎关注公众号「会玩 code」,专注大白话分享实用技术。

posted @ 2021-04-18 01:36  会玩code  阅读(311)  评论(0编辑  收藏  举报