golang面试题：简单聊聊内存逃逸？

小白debug大约 3 分钟

问题

知道 golang 的内存逃逸吗？什么情况下会发生内存逃逸？

怎么答

golang程序变量会携带有一组校验数据，用来证明它的整个生命周期是否在运行时完全可知。如果变量通过了这些校验，它就可以在栈上分配。否则就说它 逃逸 了，必须在堆上分配。

能引起变量逃逸到堆上的典型情况：

在方法内把局部变量指针返回 局部变量原本应该在栈中分配，在栈中回收。但是由于返回时被外部引用，因此其生命周期大于栈，则溢出。
发送指针或带有指针的值到 channel 中。 在编译时，是没有办法知道哪个 goroutine 会在 channel 上接收数据。所以编译器没法知道变量什么时候才会被释放。
在一个切片上存储指针或带指针的值。 一个典型的例子就是 []*string 。这会导致切片的内容逃逸。尽管其后面的数组可能是在栈上分配的，但其引用的值一定是在堆上。
slice 的背后数组被重新分配了，因为 append 时可能会超出其容量( cap )。 slice 初始化的地方在编译时是可以知道的，它最开始会在栈上分配。如果切片背后的存储要基于运行时的数据进行扩充，就会在堆上分配。
在 interface 类型上调用方法。 在 interface 类型上调用方法都是动态调度的 —— 方法的真正实现只能在运行时知道。想像一个 io.Reader 类型的变量 r , 调用 r.Read(b) 会使得 r 的值和切片 b 的背后存储都逃逸掉，所以会在堆上分配。

举例

通过一个例子加深理解，接下来尝试下怎么通过 go build -gcflags=-m 查看逃逸的情况。

package main
import "fmt"
type A struct {
	s string
}
// 这是上面提到的 "在方法内把局部变量指针返回" 的情况
func foo(s string) *A {
	a := new(A)
	a.s = s
	return a //返回局部变量a,在C语言中妥妥野指针，但在go则ok，但a会逃逸到堆
}
func main() {
	a := foo("hello")
	b := a.s + " world"
	c := b + "!"
	fmt.Println(c)
}

执行go build -gcflags=-m main.go

go build -gcflags=-m main.go
# command-line-arguments
./main.go:7:6: can inline foo
./main.go:13:10: inlining call to foo
./main.go:16:13: inlining call to fmt.Println
/var/folders/45/qx9lfw2s2zzgvhzg3mtzkwzc0000gn/T/go-build409982591/b001/_gomod_.go:6:6: can inline init.0
./main.go:7:10: leaking param: s
./main.go:8:10: new(A) escapes to heap
./main.go:16:13: io.Writer(os.Stdout) escapes to heap
./main.go:16:13: c escapes to heap
./main.go:15:9: b + "!" escapes to heap
./main.go:13:10: main new(A) does not escape
./main.go:14:11: main a.s + " world" does not escape
./main.go:16:13: main []interface {} literal does not escape
<autogenerated>:1: os.(*File).close .this does not escape

./main.go:8:10: new(A) escapes to heap 说明 new(A) 逃逸了,符合上述提到的常见情况中的第一种。
./main.go:14:11: main a.s + " world" does not escape 说明 b 变量没有逃逸，因为它只在方法内存在，会在方法结束时被回收。
./main.go:15:9: b + "!" escapes to heap 说明 c 变量逃逸，通过fmt.Println(a ...interface{})打印的变量，都会发生逃逸，感兴趣的朋友可以去查查为什么。
以上操作其实就叫逃逸分析。下篇文章，跟大家聊聊怎么用一个比较 trick 的方法使变量不逃逸。方便大家在面试官面前秀一波。