一文弄清楚Golang内存逃逸

　　1。为什么要了解内存逃逸
　　cc的programmer对于堆内存、栈内存一定非常熟悉，以为内存管理完全由使用者自己管理。Go语言的内存管理完全由Go的runtime接管，那么是不程序员就完全不用care变量是如何分配的呢？减少了gc压力。如果变量都分配到堆上，堆不像栈可以自动清理。它会引起Go频繁地进行垃圾回收，而垃圾回收会占用比较大的系统开销，甚至会导致STW（stoptheworld）。提高分配效率。堆和栈相比，堆适合不可预知大小的内存分配。但是为此付出的代价是分配速度较慢，而且会形成内存碎片。栈内存分配则会非常快。但当我们的服务发现性能瓶颈，要如何去定位瓶颈，让我们的程序运行的更快，就非常有必要了解Go的内存分配。2。什么是内存逃逸
　　Go语言中局部的非指针变量通常是不受GC管理的，这种Go变量的内存分配称为栈分配，处于goroutine自己的栈中。由于Go编译器无法确定其生命周期，因此无法以这种方式分配内存的Go变量会逃逸到堆上，被称为内存逃逸。3。哪些情况下会发生内存逃逸
　　先来说一下通过go编译器查看内存逃逸方式gobuildgcflagsmxxx。go局部变量被返回造成逃逸packagemaintypeUserstruct｛Namestring｝funcfoo（sstring）User｛u：new（User）u。Namesreturnu方法内局部变量返回，逃逸｝funcmain（）｛user：foo（hui）user。Namedev｝commandlinearguments。escape。go：7：6：caninlinefoo。escape。go：13：6：caninlinemain。escape。go：14：13：inliningcalltofoo。escape。go：7：10：leakingparam：s。escape。go：8：10：new（User）escapestoheap。escape。go：14：13：new（User）doesnotescapeinterface｛｝动态类型逃逸packagemainimportfmtfuncmain（）｛name：devhuifmt。Println（name）｝commandlinearguments。escape02。go：7：13：inliningcalltofmt。Println。escape02。go：7：13：nameescapestoheap。escape02。go：7：13：〔〕interface｛｝｛。。。｝doesnotescape：1：leakingparamcontent：。this
　　很多函数的参数为interface｛｝空接口类型，这些都会造成逃逸。比如funcPrintf（formatstring，a。。。interface｛｝）（nint，errerror）funcSprintf（formatstring，a。。。interface｛｝）stringfuncFprint（wio。Writer，a。。。interface｛｝）（nint，errerror）funcPrint（a。。。interface｛｝）（nint，errerror）funcPrintln（a。。。interface｛｝）（nint，errerror）复制代码
　　编译期间很难确定其参数的具体类型，也能产生逃逸funcmain（）｛fmt。Println（hello逃逸）｝逃逸日志分析。main。go：5：6：caninlinemain。main。go：6：13：inliningcalltofmt。Println。main。go：6：14：hello逃逸escapestoheap。main。go：6：13：〔〕interface｛｝literaldoesnotescape栈空间不足逃逸packagemainfuncmain（）｛s：make（〔〕int，1000，1000）forindex，：ranges｛s〔index〕indexs1：make（〔〕int，10000，10000）forindex，：ranges1｛s1〔index〕index｝｝
　　逃逸分析：。escape03。go：4：11：make（〔〕int，1000，1000）doesnotescape。escape03。go：9：12：make（〔〕int，10000，10000）escapestoheap
　　s足够在栈空间分配没有逃逸；s1空间不够在栈内分配发生了逃逸。变量大小不确定（如slice长度或容量不定）packagemainfuncmain（）｛s：make（〔〕int，0，1000）forindex，：ranges｛s〔index〕index｝num：1000s1：make（〔〕int，0，num）forindex，：ranges1｛s1〔index〕index｝｝
　　逃逸分析：。escape05。go：4：11：make（〔〕int，0，1000）doesnotescape。escape05。go：10：12：make（〔〕int，0，num）escapestoheap
　　s分配时cap是一个常量没有发生逃逸，s1的cap是一个变量发生了逃逸。闭包funcIncrease（）func（）int｛n：0returnfunc（）int｛nreturnn｝｝funcmain（）｛in：Increase（）fmt。Println（in（））1fmt。Println（in（））2｝。escape04。go：6：2：movedtoheap：n。escape04。go：7：9：funcliteralescapestoheap。escape04。go：7：9：funcliteraldoesnotescape。escape04。go：15：16：int（R0）escapestoheap。escape04。go：15：13：〔〕interface｛｝｛。。。｝doesnotescape。escape04。go：16：16：int（R0）escapestoheap。escape04。go：16：13：〔〕interface｛｝｛。。。｝doesnotescape：1：leakingparamcontent：。this4。如何减少逃逸局部切片尽可能确定长度或容量benchmarktestimporttestingsliceEscape发生逃逸，在堆上申请切片funcsliceEscape（）｛number：10s1：make（〔〕int，0，number）fori：0；i｛s1append（s1，i）｝｝sliceNoEscape不逃逸，限制在栈上funcsliceNoEscape（）｛s1：make（〔〕int，0，10）fori：0；i10；i｛s1append（s1，i）｝｝funcBenchmarkSliceEscape（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛sliceEscape（）｝｝funcBenchmarkSliceNoEscape（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛sliceNoEscape（）｝｝测试结果：BenchmarkSliceEscapeBenchmarkSliceEscape105327151322。09nsopBenchmarkSliceNoEscapeBenchmarkSliceNoEscape101870331116。458nsop合理选择返回值、返回指针返回指针可以避免值的拷贝，但是会导致内存分配逃逸到堆中，增加GC的负担。一般情况下，对于需要修改原对象，或占用内存比较大的对象，返回指针。对于只读或占用内存较小的对象，返回值能够获得更好的性能。benchmarktestpackageescapebench02importtestingtypeStstruct｛arr〔100〕int｝funcretValue（）St｛varstStreturnst｝funcretPtr（）St｛varstStreturnst｝funcBenchmarkRetValue（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛retValue（）｝｝funcBenchmarkRetPtr（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛retPtr（）｝｝测试结果BenchmarkRetValue103471442434。45nsop0Bop0allocsopBenchmarkRetPtr108038676145。3nsop896Bop1allocsop
　　可以看到返回值更快且没有发生堆内存的分配。小的拷贝好过引用benchmarktestpackageescapebench03importtestingconstcapacity1024funcarrayFibonacci（）〔capacity〕int｛vard〔capacity〕intfori：0；ilen（d）；i｛ifi1｛d〔i〕1continue｝d〔i〕d〔i1〕d〔i2〕｝returnd｝funcsliceFibonacci（）〔〕int｛d：make（〔〕int，capacity）fori：0；ilen（d）；i｛ifi1｛d〔i〕1continue｝d〔i〕d〔i1〕d〔i2〕｝returnd｝funcBenchmarkArray（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛arrayFibonacci（）｝｝funcBenchmarkSlice（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛sliceFibonacci（）｝｝测试结果：BenchmarkArray103461102986nsop0Bop0allocsopBenchmarkSlice103897452849nsop8192Bop1allocsop
　　那么多大的变量才算是小变量呢？对Go编译器而言，超过一定大小的局部变量将逃逸到堆上，不同Go版本的大小限制可能不一样。一般是64KB，局部变量将不会逃逸到堆上。返回值使用确定的类型benchmarktestpackageescapebench04importtestingconstcapacity1024funcreturnArray（）〔capacity〕int｛vararr〔capacity〕intfori：0；ilen（arr）；i｛arr〔i〕1000｝returnarr｝funcreturnInterface（）interface｛｝｛vararr〔capacity〕intfori：0；ilen（arr）；i｛arr〔i〕1000｝returnarr｝funcBenchmarkReturnArray（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛returnArray（）｝｝funcBenchmarkReturnInterface（btesting。B）｛fori：0；ib。N；i｛returnInterface（）｝｝测试结果