golang逃逸的示例分析

Golang能避免很多内存泄漏的问题，其中逃逸分析是Golang编译器的一个重要特性，有助于在运行时避免不必要的内存分配和逃逸。然而，有些情况下不正确使用Golang语法可能会导致逃逸并最终导致内存泄漏问题。这篇文章将介绍逃逸的一些示例并进行分析。

逃逸的定义

逃逸是指在函数执行期间，如果创建的数据在函数执行结束后不再被使用，则可以释放对应的内存。逃逸就是指数据不在函数执行后不再持有，而是在函数外部继续被引用，这种情况就会导致堆分配内存，造成内存泄漏。

举个例子，下面的函数声明了一个切片参数，并在函数内部进行了一些操作，返回另一个切片。但是在函数外部，我们并没有使用返回的新切片，所以新切片就逃逸了出来，导致内存泄漏。

func foo(s []int) []int {

    news := make([]int, len(s))

    for i:=0; i<len(s); i++ {

        news[i] = s[i] * 2

    }

    return news

}

func main() {

    s := []int{1,2,3,4}

    foo(s)

}

逃逸元素

在分析逃逸的过程中，有些数据结构很容易逃逸，例如切片、map、channel等。这是因为这些数据结构比较大，在栈上分配它们的内存会导致栈溢出，只能在堆上分配内存。在 Golang 的原始实现中，仅当一个切片作为返回值时，才会将整个切片分配在堆中；如果切片是从一个已分配在堆中的结构中产生的，或者指定给被分配在堆中的结构，那么就会在堆栈中分配切片结构，仅分配数组部分。

逃逸的优化

在编译器优化逃逸时，有一些方法可以使用，例如：

1、根据变量的使用范围优化内存分配。当一个变量的作用域不超出函数内部时，可以为其分配栈内存，而不是在堆内存中分配。

2、将调用方传递的内存复制到栈上而不重新分配内存。如果调用方已经分配了内存，而且内存总是在函数退出时释放，那么应将数据复制到栈上。

3、创建大量小型对象的分配合并，以更有效地利用堆内存。

以上三种优化方式可以显著减少逃逸分配，从而减少内存泄漏问题。

逃逸的示例分析

下面我们来分析一下一些常见的逃逸问题。

示例一：

func main() {

    i := 10

    if i == 10 {

        fmt.Println("Hello")

    }

}

在上述代码中，变量i分配在栈上，在if语句块结束后，变量i不会继续被使用，因此不会发生逃逸。这里通过编译器-gcflags参数调用escape工具可以验证。

示例二：

func main() {

    i := 10

    j := add(&i)

    fmt.Println(j)

}

func add(a *int) *int {

    b := *a + 1

    return &b

}

在上述代码中，变量b分配在栈上，但因为它是返回值，它会逃逸到堆，因此可能会出现内存泄漏。通过escape工具可以发现变量变量b逃逸到堆上。

示例三：

type sliceData struct {

    length, capacity int

    data             *int

}

func main() {

    s := []int{1, 2, 3, 4, 5}

    var data []sliceData

    for i := range s {

        data = append(data, sliceData{1, 1, &s[i]})

    }

    fmt.Println(data)

}

在上述代码中，通过将每个元素的指针存储在结构体中，data切片就没有逃逸出堆栈了，但它存储的指针指向数组中的元素，这些元素将逃逸到堆上。在这种情况下，如果数组过大，就可能会导致内存泄漏问题。

结论

通过上述示例，我们可以看出逃逸分析是Golang编译器的一个非常重要的特性，能够避免不必要的内存分配和逃逸。但是在使用Golang语法时，需要注意一些细节，比如将数据存储在堆上的方式、切片作为返回值时的处理等，才能真正做到性能和内存的优化。同时，也需要注意避免一些内存泄漏的问题。