Go 語(yǔ)言較之 C 語(yǔ)言一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)就是自帶 GC 功能，可 GC 并不是沒(méi)有代價(jià)的。寫 C 語(yǔ)言的時(shí)候，在一個(gè)函數(shù)內(nèi)聲明的變量，在函數(shù)退出后會(huì)自動(dòng)釋放掉，因?yàn)檫@些變量分配在棧上。如果你期望變量的數(shù)據(jù)可以在函數(shù)退出后仍然能被訪問(wèn)，就需要調(diào)用 malloc 方法在堆上申請(qǐng)內(nèi)存，如果程序不再需要這塊內(nèi)存了，再調(diào)用 free 方法釋放掉。Go 語(yǔ)言不需要你主動(dòng)調(diào)用 malloc 來(lái)分配堆空間，編譯器會(huì)自動(dòng)分析，找出需要 malloc 的變量，使用堆內(nèi)存。編譯器的這個(gè)分析過(guò)程就叫做逃逸分析。
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所以你在一個(gè)函數(shù)中通過(guò) dict := make(map[string]int) 創(chuàng)建一個(gè) map 變量，其背后的數(shù)據(jù)是放在?？臻g上還是堆空間上，是不一定的。這要看編譯器分析的結(jié)果。
可逃逸分析并不是百分百準(zhǔn)確的，它有缺陷。有的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)有些變量其實(shí)在?？臻g上分配完全沒(méi)問(wèn)題的，但編譯后程序還是把這些數(shù)據(jù)放在了堆上。如果你了解 Go 語(yǔ)言編譯器逃逸分析的機(jī)制，在寫代碼的時(shí)候就可以有意識(shí)地繞開這些缺陷，使你的程序更高效。
Go 語(yǔ)言雖然在內(nèi)存管理方面降低了編程門檻，即使你不了解堆棧也能正常開發(fā)，但如果你要在性能上較真的話，還是要掌握這些基礎(chǔ)知識(shí)。
這里不對(duì)堆內(nèi)存和棧內(nèi)存的區(qū)別做太多闡述。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是， 棧分配廉價(jià)，堆分配昂貴。 ?？臻g會(huì)隨著一個(gè)函數(shù)的結(jié)束自動(dòng)釋放，堆空間需要時(shí)間 GC 模塊不斷地跟蹤掃描回收。如果對(duì)這兩個(gè)概念有些迷糊，建議閱讀下面 2 個(gè)文章：
這里舉一個(gè)小例子，來(lái)對(duì)比下堆棧的差別：
stack 函數(shù)中的變量 i 在函數(shù)退出會(huì)自動(dòng)釋放；而 heap 函數(shù)返回的是對(duì)變量 i 的引用，也就是說(shuō) heap() 退出后，表示變量 i 還要能被訪問(wèn)，它會(huì)自動(dòng)被分配到堆空間上。
他們編譯出來(lái)的代碼如下：
邏輯的復(fù)雜度不言而喻，從上面的匯編中可看到， heap() 函數(shù)調(diào)用了 runtime.newobject() 方法，它會(huì)調(diào)用 mallocgc 方法從 mcache 上申請(qǐng)內(nèi)存，申請(qǐng)的內(nèi)部邏輯前面文章已經(jīng)講述過(guò)。堆內(nèi)存分配不僅分配上邏輯比?？臻g分配復(fù)雜，它最致命的是會(huì)帶來(lái)很大的管理成本，Go 語(yǔ)言要消耗很多的計(jì)算資源對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記回收（也就是 GC 成本）。
Go 編輯器會(huì)自動(dòng)幫我們找出需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配的變量，它是在編譯時(shí)追蹤一個(gè)變量的生命周期，如果能確認(rèn)一個(gè)數(shù)據(jù)只在函數(shù)空間內(nèi)訪問(wèn)，不會(huì)被外部使用，則使用?？臻g，否則就要使用堆空間。
我們?cè)? go build 編譯代碼時(shí)，可使用 -gcflags '-m' 參數(shù)來(lái)查看逃逸分析日志。
以上面的兩個(gè)函數(shù)為例，編譯的日志輸出是：
日志中的 i escapes to heap 表示該變量數(shù)據(jù)逃逸到了堆上。
需要使用堆空間，所以逃逸，這沒(méi)什么可爭(zhēng)議的。但編譯器有時(shí)會(huì)將 不需要 使用堆空間的變量，也逃逸掉。這里是容易出現(xiàn)性能問(wèn)題的大坑。網(wǎng)上有很多相關(guān)文章，列舉了一些導(dǎo)致逃逸情況，其實(shí)總結(jié)起來(lái)就一句話：
多級(jí)間接賦值容易導(dǎo)致逃逸 。
這里的多級(jí)間接指的是，對(duì)某個(gè)引用類對(duì)象中的引用類成員進(jìn)行賦值。Go 語(yǔ)言中的引用類數(shù)據(jù)類型有 func , interface , slice , map , chan , *Type(指針) 。
記住公式 Data.Field = Value ，如果 Data , Field 都是引用類的數(shù)據(jù)類型，則會(huì)導(dǎo)致 Value 逃逸。這里的等號(hào) = 不單單只賦值，也表示參數(shù)傳遞。
根據(jù)公式，我們假設(shè)一個(gè)變量 data 是以下幾種類型，相應(yīng)的可以得出結(jié)論：
下面給出一些實(shí)際的例子：
如果變量值是一個(gè)函數(shù)，函數(shù)的參數(shù)又是引用類型，則傳遞給它的參數(shù)都會(huì)逃逸。
上例中 te 的類型是 func(*int) ，屬于引用類型，參數(shù) *int 也是引用類型，則調(diào)用 te(j) 形成了為 te 的參數(shù)(成員) *int 賦值的現(xiàn)象，即 te.i = j 會(huì)導(dǎo)致逃逸。代碼中其他幾種調(diào)用都沒(méi)有形成 多級(jí)間接賦值 情況。
同理，如果函數(shù)的參數(shù)類型是 slice , map 或 interface{} 都會(huì)導(dǎo)致參數(shù)逃逸。
匿名函數(shù)的調(diào)用也是一樣的，它本質(zhì)上也是一個(gè)函數(shù)變量。有興趣的可以自己測(cè)試一下。
只要使用了 Interface 類型(不是 interafce{} )，那么賦值給它的變量一定會(huì)逃逸。因?yàn)? interfaceVariable.Method() 先是間接的定位到它的實(shí)際值，再調(diào)用實(shí)際值的同名方法，執(zhí)行時(shí)實(shí)際值作為參數(shù)傳遞給方法。相當(dāng)于 interfaceVariable.Method.this = realValue
向 channel 中發(fā)送數(shù)據(jù)，本質(zhì)上就是為 channel 內(nèi)部的成員賦值，就像給一個(gè) slice 中的某一項(xiàng)賦值一樣。所以 chan *Type , chan map[Type]Type , chan []Type , chan interface{} 類型都會(huì)導(dǎo)致發(fā)送到 channel 中的數(shù)據(jù)逃逸。
這本來(lái)也是情理之中的，發(fā)送給 channel 的數(shù)據(jù)是要與其他函數(shù)分享的，為了保證發(fā)送過(guò)去的指針依然可用，只能使用堆分配。
可變參數(shù)如 func(arg ...string) 實(shí)際與 func(arg []string) 是一樣的，會(huì)增加一層訪問(wèn)路徑。這也是 fmt.Sprintf 總是會(huì)使參數(shù)逃逸的原因。
例子非常多，這里不能一一列舉，我們只需要記住分析方法就好，即，2 級(jí)或更多級(jí)的訪問(wèn)賦值會(huì) 容易 導(dǎo)致數(shù)據(jù)逃逸。這里加上 容易 二字是因?yàn)殡S著語(yǔ)言的發(fā)展，相信這些問(wèn)題會(huì)被慢慢解決，但現(xiàn)階段，這個(gè)可以作為我們分析逃逸現(xiàn)象的依據(jù)。
下面代碼中包含 2 種很常規(guī)的寫法，但他們卻有著很大的性能差距，建議自己想下為什么。
Benchmark 和 pprof 給出的結(jié)果:
熟悉堆棧概念可以讓我們更容易看透 Go 程序的性能問(wèn)題，并進(jìn)行優(yōu)化。
多級(jí)間接賦值會(huì)導(dǎo)致 Go 編譯器出現(xiàn)不必要的逃逸，在一些情況下可能我們只需要修改一下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就會(huì)使性能有大幅提升。這也是很多人不推薦在 Go 中使用指針的原因，因?yàn)樗鼤?huì)增加一級(jí)訪問(wèn)路徑，而 map , slice , interface{} 等類型是不可避免要用到的，為了減少不必要的逃逸，只能拿指針開刀了。
大多數(shù)情況下，性能優(yōu)化都會(huì)為程序帶來(lái)一定的復(fù)雜度。建議實(shí)際項(xiàng)目中還是怎么方便怎么寫，功能完成后通過(guò)性能分析找到瓶頸所在，再對(duì)局部進(jìn)行優(yōu)化。
對(duì)比于其他語(yǔ)言的程序，Go語(yǔ)言的跨平臺(tái)能力是真的強(qiáng)，拿.Net和JAVA來(lái)說(shuō)吧，.Net在.Net core出現(xiàn)之前是不能跨平臺(tái)的，只能在windows上編譯運(yùn)行，即使是.net core出現(xiàn)以后，跨平臺(tái)的程序也是相當(dāng)?shù)穆闊?。而java雖然一直都可以跨平臺(tái)，但是運(yùn)行JAVA程序的機(jī)器上也必須要有JAVA程序運(yùn)行環(huán)境JRE。而相對(duì)于Go程序，跨平臺(tái)就簡(jiǎn)單的多了，只需要在編譯指定目標(biāo)程序運(yùn)行的架構(gòu)和環(huán)境即可編譯出指定操作系統(tǒng)和架構(gòu)的程序。
以上是指定了go的環(huán)境變量后執(zhí)行的go build命令進(jìn)行目標(biāo)程序的構(gòu)建，這種方式會(huì)一直生效的，如果不讓他一直生效，可以在構(gòu)建的時(shí)候臨時(shí)指定環(huán)境變量，下面以window的環(huán)境為例，來(lái)介紹臨時(shí)指定環(huán)境變量的方式構(gòu)建可以在Linux環(huán)境下運(yùn)行的可執(zhí)行程序：
可以根據(jù)不同的架構(gòu)和操作系統(tǒng)將其編寫為不同的.bat的可執(zhí)行文件放置在程序的根目錄，Linux的和MAC的也一樣編寫成腳本文件放置在程序的根目錄，這樣在構(gòu)建的時(shí)候就不用再敲命令了，直接運(yùn)行腳本就可以了。
Java程序編譯打包后為war包或者是java包，必須執(zhí)行java -jar 命令或者將其放置到tomcat的指定目錄下，運(yùn)行tomcat程序。而Go語(yǔ)言編寫的程序最終為可執(zhí)行的文件（window下編譯出的是.exe的可執(zhí)行文件），只需要將其賦予可執(zhí)行的權(quán)限就可以直接運(yùn)行了。
構(gòu)建JAVA程序的鏡像需要指定java的基礎(chǔ)鏡像，否則就需要在鏡像中安裝java的運(yùn)行環(huán)境了，下面展示的是構(gòu)建的一個(gè)JAVA程序的鏡像，構(gòu)建出來(lái)鏡像的體積相對(duì)比較大
而Go程序制作出的鏡像就不需要安裝任何的依賴環(huán)境，因?yàn)樗诖虬臅r(shí)候就已經(jīng)將依賴的包一塊打包到一起了
拿著這個(gè)鏡像就可以到處運(yùn)行了。
通過(guò)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有之前的技術(shù)和業(yè)務(wù)的積累，重新開發(fā)一個(gè)新的項(xiàng)目，使用go去開發(fā)無(wú)疑是最容易上手的，所以現(xiàn)在很多公司都使用go進(jìn)行開發(fā)，也逐漸將其他語(yǔ)言的項(xiàng)目逐步的用go語(yǔ)言進(jìn)行改造。其實(shí)用什么語(yǔ)言不重要，合適的才重要，開發(fā)項(xiàng)目在選擇語(yǔ)言的時(shí)候也會(huì)綜合多方面來(lái)考慮選擇合適的語(yǔ)言和架構(gòu)，畢竟很多公司都不是搞研究的，都需要項(xiàng)目來(lái)賺錢，所以開發(fā)的速度、客戶的滿意度、項(xiàng)目交付的時(shí)間才是驅(qū)動(dòng)公司技術(shù)的主要因素。
我們個(gè)人也應(yīng)該不斷完善自己的技術(shù)棧，不應(yīng)該太依靠某種語(yǔ)言，最重要的還是自己的架構(gòu)思想和底層架構(gòu)知識(shí)，只有掌握了這些才能夠不被 社會(huì) 和公司“優(yōu)化”。
8.1。根據(jù)查詢golang打印棧官方公布的參數(shù)顯示，golang打印棧大小為8.1，Go又稱Golang，是Google開發(fā)的一種靜態(tài)強(qiáng)類型、編譯型、并發(fā)型，并具有垃圾回收功能的編程語(yǔ)言。
在Go語(yǔ)言中有一些調(diào)試技巧能幫助我們快速找到問(wèn)題，有時(shí)候你想盡可能多的記錄異常但仍覺(jué)得不夠，搞清楚堆棧的意義有助于定位Bug或者記錄更完整的信息。
本文將討論堆棧跟蹤信息以及如何在堆棧中識(shí)別函數(shù)所傳遞的參數(shù)。
Functions
先從這段代碼開始：
Listing 1
01 package main
02
03 func main() {
04 ? ? slice := make([]string, 2, 4)
05 ? ? Example(slice, "hello", 10)
06 }
07
08 func Example(slice []string, str string, i int) {
09 ? ? panic("Want stack trace")
10 }
Example函數(shù)定義了3個(gè)參數(shù)，1個(gè)string類型的slice, 1個(gè)string和1個(gè)integer, 并且拋出了panic，運(yùn)行這段代碼可以看到這樣的結(jié)果：
Listing 2
Panic: Want stack trace
goroutine 1 [running]:
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:9 +0x64
main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:5 +0x85
goroutine 2 [runnable]:
runtime.forcegchelper()
/Users/bill/go/src/runtime/proc.go:90
runtime.goexit()
/Users/bill/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0x1
goroutine 3 [runnable]:
runtime.bgsweep()
/Users/bill/go/src/runtime/mgc0.go:82
runtime.goexit()
/Users/bill/go/src/runtime/asm_amd64.s:2232 +0x1
堆棧信息中顯示了在panic拋出這個(gè)時(shí)間所有的goroutines狀態(tài)，發(fā)生的panic的goroutine會(huì)顯示在最上面。
Listing 3
01 goroutine 1 [running]:
02 main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:9 +0x64
03 main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:5 +0x85
第1行顯示最先發(fā)出panic的是goroutine 1, 第二行顯示panic位于main.Example中, 并能定位到該行代碼，在本例中第9行引發(fā)了panic。
下面我們關(guān)注參數(shù)是如何傳遞的：
Listing 4
// Declaration
main.Example(slice []string, str string, i int)
// Call to Example by main.
slice := make([]string, 2, 4)
Example(slice, "hello", 10)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
這里展示了在main中帶參數(shù)調(diào)用Example函數(shù)時(shí)的堆棧信息，比較就能發(fā)現(xiàn)兩者的參數(shù)數(shù)量并不相同，Example定義了3個(gè)參數(shù)，堆棧中顯示了6個(gè)參數(shù)。現(xiàn)在的關(guān)鍵問(wèn)題是我們要弄清楚它們是如何匹配的。
第1個(gè)參數(shù)是string類型的slice，我們知道在Go語(yǔ)言中slice是引用類型，即slice變量結(jié)構(gòu)會(huì)包含三個(gè)部分：指針、長(zhǎng)度(Lengthe)、容量(Capacity)
Listing 5
// Slice parameter value
slice := make([]string, 2, 4)
// Slice header values
Pointer: ?0x2080c3f50
Length: ? 0x2
Capacity: 0x4
// Declaration
main.Example(slice []string, str string, i int)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5, 0xa)
因此，前面3個(gè)參數(shù)會(huì)匹配slice， 如下圖所示：
Figure 1
figure provided by Georgi Knox
我們現(xiàn)在來(lái)看第二個(gè)參數(shù)，它是string類型，string類型也是引用類型，它包括兩部分：指針、長(zhǎng)度。
Listing 6
// String parameter value
"hello"
// String header values
Pointer: 0x425c0
Length: ?0x5
// Declaration
main.Example(slice []string,?str string, i int)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4,?0x425c0, 0x5, 0xa)
可以確定，堆棧信息中第4、5兩個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)代碼中的string參數(shù)，如下圖所示：
Figure 2
figure provided by Georgi Knox
最后一個(gè)參數(shù)integer是single word值。
Listing 7
// Integer parameter value
10
// Integer value
Base 16: 0xa
// Declaration
main.Example(slice []string, str string,?i int)
// Stack trace
main.Example(0x2080c3f50, 0x2, 0x4, 0x425c0, 0x5,?0xa)
現(xiàn)在我們可以匹配代碼中的參數(shù)到堆棧信息了。
Figure 3
figure provided by Georgi Knox
Methods
如果我們將Example作為結(jié)構(gòu)體的方法會(huì)怎么樣呢?
Listing 8
01 package main
02
03 import "fmt"
04
05 type trace struct{}
06
07 func main() {
08 ? ? slice := make([]string, 2, 4)
09
10 ? ? var t trace
11 ? ? t.Example(slice, "hello", 10)
12 }
13
14 func (t *trace) Example(slice []string, str string, i int) {
15 ? ? fmt.Printf("Receiver Address: %p\n", t)
16 ? ? panic("Want stack trace")
17 }
如上所示修改代碼，將Example定義為trace的方法，并通過(guò)trace的實(shí)例t來(lái)調(diào)用Example。
再次運(yùn)行程序，會(huì)發(fā)現(xiàn)堆棧信息有一點(diǎn)不同：
Listing 9
Receiver Address:?0x1553a8
panic: Want stack trace
01 goroutine 1 [running]:
02 main.(*trace).Example(0x1553a8, 0x2081b7f50, 0x2, 0x4, 0xdc1d0, 0x5, 0xa)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:16 +0x116
03 main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:11 +0xae
首先注意第2行的方法調(diào)用使用了pointer receiver，在package名字和方法名之間多出了"*trace"字樣。另外，參數(shù)列表的第1個(gè)參數(shù)標(biāo)明了結(jié)構(gòu)體(t)地址。我們從堆棧信息中看到了內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
Packing
如果有多個(gè)參數(shù)可以填充到一個(gè)single word, 則這些參數(shù)值會(huì)合并打包：
Listing 10
01 package main
02
03 func main() {
04 ? ? Example(true, false, true, 25)
05 }
06?
07 func Example(b1, b2, b3 bool, i uint8) {
08 ? ? panic("Want stack trace")
09 }
這個(gè)例子修改Example函數(shù)為4個(gè)參數(shù)：3個(gè)bool型和1個(gè)八位無(wú)符號(hào)整型。bool值也是用8個(gè)bit表示，所以在32位和64位架構(gòu)下，4個(gè)參數(shù)可以合并為一個(gè)single word。
Listing 11
01 goroutine 1 [running]:
02 main.Example(0x19010001)
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:8 +0x64
03 main.main()
/Users/bill/Spaces/Go/Projects/src/github.com/goinaction/code/
temp/main.go:4 +0x32
這是本例的堆棧信息，看下圖的具體分析：
Listing 12
// Parameter values
true, false, true, 25
// Word value
Bits ? ?Binary ? ? ?Hex ? Value
00-07 ? 0000 0001 ??01? ??true
08-15 ? 0000 0000 ??00? ? false
16-23 ? 0000 0001 ??01? ? true
24-31 ? 0001 1001 ??19? ? 25
// Declaration
main.Example(b1, b2, b3 bool, i uint8)
// Stack trace
main.Example(0x19010001)
以上展示了參數(shù)值是如何匹配到4個(gè)參數(shù)的。當(dāng)我們看到堆棧信息中包括十六進(jìn)制值，需要知道這些值是如何傳遞的。
重慶分公司
重慶分公司
