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

Posted 2021-10-08 海先生

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) 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，第一步流量交易是需要申请内存。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。