聊聊Golang逃逸分析

逃逸分析的概念，go怎么开启逃逸分析的log。 以下资料来自互联网，有错误之处，请一定告之。

什么是逃逸分析

wiki上的定义

在编译程序优化理论中，逃逸分析是一种确定指针动态范围的方法——分析在程序的哪些地方可以访问到指针。它涉及到指针分析和形状分析。

当一个变量(或对象)在子程序中被分配时，一个指向变量的指针可能逃逸到其它执行线程中，或是返回到调用者子程序。如果使用尾递归优化（通常在函数编程语言中是需要的），对象也可以看作逃逸到被调用的子程序中。如果一种语言支持第一类型的延续性在Scheme和Standard ML of New Jersey中同样如此），部分调用栈也可能发生逃逸。

如果一个子程序分配一个对象并返回一个该对象的指针，该对象可能在程序中被访问到的地方无法确定——这样指针就成功“逃逸”了。如果指针存储在全局变量或者其它数据结构中，因为全局变量是可以在当前子程序之外访问的，此时指针也发生了逃逸。

逃逸分析确定某个指针可以存储的所有地方，以及确定能否保证指针的生命周期只在当前进程或线程中。

逃逸分析的用处（为了性能）

• 最大的好处应该是减少gc的压力，不逃逸的对象分配在栈上，当函数返回时就回收了资源，不需要gc标记清除。
• 因为逃逸分析完后可以确定哪些变量可以分配在栈上，栈的分配比堆快，性能好
• 同步消除，如果你定义的对象的方法上有同步锁，但在运行时，却只有一个线程在访问，此时逃逸分析后的机器码，会去掉同步锁运行。

go消除了堆和栈的区别

go在一定程度消除了堆和栈的区别，因为go在编译的时候进行逃逸分析，来决定一个对象放栈上还是放堆上，不逃逸的对象放栈上，可能逃逸的放堆上。

开启go编译时的逃逸分析日志

开启逃逸分析日志很简单，只要在编译的时候加上-gcflags '-m'，但是我们为了不让编译时自动内连函数，一般会加-l参数，最终为-gcflags '-m -l'

Example:

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    s := "hello"
    fmt.Println(s)
}

go run -gcflags '-m -l' escape.go Output:

# command-line-arguments
escape_analysis/main.go:9: s escapes to heap
escape_analysis/main.go:9: main ... argument does not escape
hello

什么时候逃逸，什么时候不逃逸

Example1:

package main
type S struct{}
func main() {
    var x S
    y := &x
    _ = *identity(y)
}
func identity(z *S) *S {
    return z
}

Output:

# command-line-arguments
escape_analysis/main.go:11: leaking param: z to result ~r1 level=0
escape_analysis/main.go:7: main &x does not escape

这里的第一行表示z变量是“流式”，因为identity这个函数仅仅输入一个变量，又将这个变量作为返回输出，但identity并没有引用z，所以这个变量没有逃逸，而x没有被引用，且生命周期也在mian里，x没有逃逸，分配在栈上。

Example2:

package main
type S struct{}
func main() {
    var x S
    _ = *ref(x)
}
func ref(z S) *S {
    return &z
}

Output:

# command-line-arguments
escape_analysis/main.go:11: &z escapes to heap
escape_analysis/main.go:10: moved to heap: z

这里的z是逃逸了，原因很简单，go都是值传递，ref函数copy了x的值，传给z，返回z的指针，然后在函数外被引用，说明z这个变量在函数內声明，可能会被函数外的其他程序访问。所以z逃逸了，分配在堆上

对象里的变量会怎么样呢？看下面

Example3:

package main
type S struct {
    M *int
}
func main() {
    var i int
    refStruct(i)
}
func refStruct(y int) (z S) {
    z.M = &y
    return z
}

Output:

# command-line-arguments
escape_analysis/main.go:13: &y escapes to heap
escape_analysis/main.go:12: moved to heap: y

看日志的输出，这里的y是逃逸了，看来在struct里好像并没有区别，有可能被函数外的程序访问就会逃逸

Example4:

package main
type S struct {
    M *int
}
func main() {
    var i int
    refStruct(&i)
}
func refStruct(y *int) (z S) {
    z.M = y
    return z
}

Output:

# command-line-arguments
escape_analysis/main.go:12: leaking param: y to result z level=0
escape_analysis/main.go:9: main &i does not escape

这里的y没有逃逸，分配在栈上，原因和Example1是一样的。

Example5:

package main
type S struct {
    M *int
}
func main() {
    var x S
    var i int
    ref(&i, &x)
}
func ref(y *int, z *S) {
    z.M = y
}

Output:

# command-line-arguments
escape_analysis/main.go:13: leaking param: y
escape_analysis/main.go:13: ref z does not escape
escape_analysis/main.go:10: &i escapes to heap
escape_analysis/main.go:9: moved to heap: i
escape_analysis/main.go:10: main &x does not escape

这里的z没有逃逸，而i却逃逸了，这是因为go的逃逸分析不知道z和i的关系，逃逸分析不知道参数y是z的一个成员，所以只能把它分配给堆。

参考

Go Escape Analysis Flaws go-escape-analysis