面试官:简单聊聊 Go 逃逸分析?

后端时光
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引言

又到了金三银四的时候,作为一年一跳的胖虎,又准备开始跳槽了,这不他今天又请假来面试了。

“跳跳虎”对于今天的面试还是有点准备的,八股文早从网上下载好了,但就是来得及背完就接到面试邀请了。胖虎心想,“不用怂,人称八股文选手不是白得的,要是能唬住面试官就多要点。”

纷争开始了

面试官:“写过C/C++的同学都知道,调用著名的malloc和new函数可以在堆上分配一块内存,这块内存的使用和销毁的责任都在程序员。一不小心,就会发生内存泄露。那你说下Golang 是怎么处理这个问题的”

胖虎:“Golang 通过逃逸分析,对内存管理进行的优化和简化,它可以决定一个变量是分配到堆还栈上。”

什么是golang的逃逸分析

面试官:“那你说下什么是逃逸分析吧”

胖虎想:“这道题我会啊,准备好了吗,我要开始装X了。”

Golang 的逃逸分析,是指编译器根据代码的特征和生命周期,自动的把变量分配到堆或者是栈上面。

通过优化了内存管理机制,解放广大程序员的双手。让程序员更关注于业务。

注意:Go 在编译阶段确立逃逸,并不是在运行时。

什么是栈与堆

面试官:“那你说下什么是栈和堆”

胖虎心:“这个也简单啊”

栈( stack)是系统自动分配空间的,例如我们定义一个 char a;系统会自动在栈上为其开辟空间。而堆(heap)则是程序员根据需要自己申请的空间,例如 malloc(10);开辟十个字节的空间。

先看下内存分配图

栈在内存中是从高地址向下分配的,并且连续的,遵循先进后出原则。系统在分配的时候已经确定好了栈的大小空间。栈上面的空间是自动回收的,所以栈上面的数据的生命周期在函数结束后,就被释放掉了。

堆分配是从低地址向高地址分配的,每次分配的内存大小可能不一致,导致了空间是不连续的,这也产生内存碎片的原因。由于是程序分配,所以效率相对慢些。而堆上的数据只要程序员不释放空间,就一直可以访问到,不过缺点是一旦忘记释放会造成内存泄露。

Go

逃逸分析有什么好处

面试官:“那你说下逃逸分析有什么好处吗”

胖虎:“你是十万个为什么吗?”, 但胖虎还是掏出了自己的看家本领。

就像刚开始提到的,Go 语言中内存的分配不是有程序员自己决定的,而是通过编译阶段确定的分配到何处。这样有什么好处呢?没错机智的你,可能已经猜到了就是为了优化程序,榨干机器性能,让内存能够得到更高的使用效率。

通过逃逸分析,那些不需要分配到堆上的变量直接分配到栈上,堆上的变量少了不但同时减少 GC 的压力,还减轻了内存分配的开销。

常见的逃逸现象

面试官点点头,称赞的眼光看着胖虎说:“那你在说说,常见的逃逸现象有哪些吧”

胖虎内心崩溃了:“就我一个人一直在这说,都要渴死了,倒是给我来杯水啊,能不能让我喘口气”。但一想 JD 上面给的薪资还是挺诱惑人的,那就在回答一题。

func(函数类型)数据类型

package main

import "fmt"

func main() {

    name := test()

    fmt.Println(name())

}


func test() func() string {

    return func() string {

    return "后端时光"

    }
}

执行命令

go build -gcflags="-m -l" eee.go

-m:表示内存分析 -l:表示防止内联优化
结果如下,第11行变量 name 逃逸到了堆上

interface{} 数据类型

package main


import "fmt"


func main() {
    name := "Golang"
    fmt.Println(name)
}

同理执行逃逸分析,结果如下, name 变量也逃逸到堆上了

原因是 go/src/fmt/print.go 文件中 Println 传参数类型 interface{}, 编译器对传入的变量类型未知,所有统一处理分配到了堆上面去了。

指针类型

package main


import "fmt"


func main() {
    name := point()
    fmt.Println(*name)
}


func point() *string {
    name := "指针"
    return &name
}

结果如下,第11行变量 name 逃逸到了堆上

还有其他情况出现变量逃逸吗?

“额,这……”,胖虎心想:时间太匆忙了,八股文我就背了这么点啊,其他的还么来得及看呢,要是昨天少玩一把游戏就好了。这可怎么办?

看着胖虎憋的满脸通红,面试官笑呵呵的说,“没事的,时间也不早了,今天先到这吧,你还有什么要问我的吗?”

胖虎:“还有哪些会出现变量逃逸啊”

面试官:“channel 或者栈空间不足逃逸, 也会导致逃逸的情况,还有其他问题吗?”

胖虎:“你们双休吗?”

面试官:“是的,我们双休,不过是一个月休息两天”

胖虎:“啊。”

你们说胖虎还要继续面试下去吗?这样的公司能入职吗?

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