golang中内存管理分配

Posted 2022-12-11 Leo Han

我们知道传统C/C++编程，程序员是需要自己来手动管理内存的，一般通过malloc来申请内存，通过free、delete来释放内存，而这两个函数操作的对象一般都是指针。而对于高级语言（Java、Golang、Python等），程序员在编写代码时，则无需关系内存的申请和释放，能够从内存的管理中解脱出来。

一般程序运行都有所谓的堆区和栈区。栈区是方法运行的区域，当调用一个方法的时候，该方法入栈，然后一些局部变量在栈上分配，当函数执行完之后，栈上对应函数空间出栈销毁。如果我们需要将函数执行过程中的一些数据返回，一般都是将其分配在堆上.
例如在传统的C中，如果我们在函数内创建一个局部变量（不通过malloc分配内存），则这个变量分配在栈上，当函数执行完之后，对应的栈上的数据会被销毁，函数返回了这个局部变量的地址，那么在调用这个函数后操作这个地址会出现难以预估的错误。
另外，对于C\\C++而言，直接使用malloc之后，有可能会导致内存碎片问题。

而现在的高级语言，比如java、golang都有自己的垃圾回收，进行自动内存管理，不需要手动去干预管理内存。golang中也是这样，会自动进行垃圾回收。

一般在栈上分配的内存不需要去管理会随着栈的销毁而被销毁，但是堆上分配的内存不会

在golang中一般在对上分配内存可以通过显示调用new和make指令。这两个指令都能够在对上创建分配内存，另外golang在堆上分配内存并不是直接使用malloc，而是直接封装了一层，在这层上增加了缓存层，实现了类似TCmalloc效果。
（底层都是通过调用mallocgc）
大家觉得下面这段代码中Person是在堆上还是在栈上分配的：

func GetPerson() *Person 
	var p Person
	p.age = 20
	p.name = "leo"
	return &p


func main() 
	p := GetPerson()
	fmt.Println(p.name)

这段代码如果对于C而言，程序会出现意想不到的错误，因为在栈上分配了一个对象，但是把对象的地址返回，函数结束后，栈上对应的地址内容就已经改变了。
对于golang而言，这段程序可以正常运行。这里就涉及到golang中的逃逸分析：

1. 如果对象被其他调用引用，只要有可能被引用，那么分配在堆上，否则分配在栈上
2. 即使没有被外部引用，但是对象太大，无法存在在栈u，那么也在堆上分配

逃逸分析主要是为了确定变量应该在堆上分配还是栈上分配。如果函数执行完之后，变量没有被外部引用，那么变量就会在栈上分配，否则将变量放入堆中。

实际上java中的内存分配也有类似的机制-逃逸分析。逃逸分析还是为了高效的垃圾回收。实际上我们也可以将变量都在堆上分配，但是这样的问题是来及回收的工作量巨大。

new、make

golang中通过显示调用new、make能够在堆上分配内存，二者的不同点在于：

1. new返回的是新分配对象零值的指针，只是将内存清零，并没有初始化；而make返回的是一个有初始值的对象，不是指针，内存已经初始化
2. make返回的还是类型本身；而new返回的是指向类型的指针。
3. make只能用来分配及初始化类型为slice，map，channel的数据；new可以分配任意类型的数据。