"b = &boy{}" vs "*b = boy{}" 谁不讲武德？golang 逃逸分析入门

Posted 2021-10-08 芝芝味荔枝

背景

最近想要将 protobuf 变量和之前设计的数据对象整合起来，维护在内存中，以减少内存申请和 GC 的性能损耗。

feature or bug，gogoproto 解码疑惑

由于 gogoproto 在 unmarshal 时不保证输入和输出一致，作为结果的指针变量和输入的字节切片可能不一致（比如说，在 unmarshal slice 时没有 reset 操作）。我们需要对这个指针变量进行重置，pb 生成文件的 reset 实现方法如下。

func (m Data远程桌面) Reset() { m = Data{} }

在看到 Data{} 时我陷入了疑惑，按我的理解，这一步是需要申请内存的。那么如此一来，我们在将某个 pb 变量抛入内存时不可避免的还是需要申请内存，这样本次的研发需求好像失去了意义。

我的第一反应是，这是 gogoproto 的问题，也许官方 go proto 不是这样的。可是重新生成后发现 reset 方法实现并没有什么区别。只不过官方 go proto 会在 unmarshal 时主动 reset。

那么，难道一开始的方向就错了吗？啊头秃。

柳暗花明又一村

不死心的我开始看各种文档，包括 gogoproto 的各种插件，可惜并没有找到有用的内容。接着我又开始看官方 proto 文档。。。

这时我发现了一点蛛丝马迹。

在日常使用 protobuf 时，如果不复用旧的变量，我们一般会

声明指针变量，data := &pb.Data{}；

解码，proto.Unmarshal(bytes, data)。

显然，第一步是需要申请内存。而按照 go proto 的源码，unmarshal 时的 reset 操作又会申请一次内存，难道 Google 会允许这种性能损耗？

真的吗，我不信。

逃逸分析入门

想的太多，不如写个 benchmark 试一下。（小心 microbenchmark 的一些坑）

benchmark

package main

import (

"testing"

)

type boy struct {

name string

age  int

}

var b1 = &boy{}var b2 = &boy{}

func Benchmark_1(b *testing.B) {

for i := 0; i < b.N; i++ {

temp := &boy{}

b1 = temp

}

}

func Benchmark_2(b *testing.B) {

for i := 0; i < b.N; i++ {

temp := &boy{}

b1 = temp

}

}

func Benchmark_3(b *testing.B) {

for i := 0; i < b.N; i++ {

temp := &boy{}

b1 = temp

b2 = temp

}

}

结果如下。

goos: linuxgoarch: amd64pkg: bibleBenchmark_1-4    29142411         42.2 ns/op       32 B/op        1 allocs/opBenchmark_2-4    1000000000          0.711 ns/op        0 B/op        0 allocs/opBenchmark_3-4    28474614         39.5 ns/op       32 B/op        1 allocs/opPASSok   bible 3.258s

结果是一目了然的，temp := &boy{} 确实没有重复申请内存。

编译报告

到此，只需要逐个分析就好。首先打开编译报告看一下。

go build -gcflags "-m -m"

var b1 = &boy{}//go:noinlinefunc main() {

temp := &boy{}

// &boy literal escapes to heap:

//   flow: temp = &{storage for &boy literal}:

//     from &boy literal (spill) at ./main.go:12:10

//     from temp := &boy literal (assign) at ./main.go:12:7

//   flow: {heap} = temp:

//     from b1 = temp (assign) at ./main.go:13:5

// &boy literal escapes to heap

b1 = temp

}

新创建的 &boy{} 被全局变量引用，于是逃逸到堆上，成为动态变量，无法被重复利用。

var b1 = &boy{}//go:noinlinefunc main() {

temp := &boy{}

// &boy literal does not escape

b1 = temp

}

b1 = temp 仅仅是赋值操作，新创建的 &boy{} 没有被引用，留在栈上，后续被重复利用。