從內存分配策略(堆、棧)的角度分析,函數傳遞指針真的比傳值效率高嗎？

從內存分配策略(堆、棧)的角度分析,函數傳遞指針真的比傳值效率高嗎？

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介紹

對於初學者，確定不少同窗在糾結:

• 函數傳遞指針仍是傳值？
• 兩種選擇的本質區別是什麼？
• 哪一種方式的性能更高呢？

分析

要找到區別，那確定須要下功夫，那就從 Golang 的實現機制中來分析吧。首先，在Golang 中有一個很重要的概念那就是 逃逸分析（Escape analysis），所謂的逃逸分析指由編譯器決定內存分配的位置。

• 分配在 棧中，則函數執行結束可自動將內存回收
• 分配在 堆中，則函數執行結束可交給GC（垃圾回收）處理

最終程序的執行效率和這個兩種分配規則是有這重要關聯的，而傳值和傳指針的主要區別在於底層值是否須要拷貝,表面上看傳指針不涉及值拷貝，效率確定更高。可是實際狀況是指傳針會涉及到變量逃逸到堆上，並且會增長GC的負擔，因此本文咱們要作的內容就是進行 逃逸分析 ,按照慣例先上結論。

• 棧上分配內存比在堆中分配內存有更高的效率
• 棧上分配的內存不須要GC處理,函數執行後自動回收
• 堆上分配的內存使用完畢會交給GC處理
• 發生逃逸時，會把棧上的申請的內存移動到堆上
• 指針能夠減小底層值的拷貝，能夠提升效率，可是會產生逃逸，可是若是拷貝的數據量小，逃逸形成的負擔（堆內存分配+GC回收)會下降效率
• 所以選擇值傳遞仍是指針傳遞，變量的大小是一個很重要的分析指標

每種方式都有各自的優缺點，棧上的值，減小了 GC 的壓力,可是要維護多個副本，堆上的指針，會增長 GC 的壓力，但只需維護一個值。所以選擇哪一種方式，依據本身的業務狀況參考這個標準進行選擇。

先上一段代碼分析下

// escape.go
package main

type person struct {
	name string
	age  int
}

func main() {
	makePerson(32, "艾瑪·斯通")
	showPerson(33, "楊冪")
}

func makePerson(age int, name string) *person {
	maliya := person{name, age}
	return &maliya
}

func showPerson(age int, name string) person {
	yangmi := person{name, age}
	return yangmi
}
複製代碼

運行以下命令,進行逃逸分析

go build -gcflags="-m -m -l" escape.go
複製代碼

輸出結果：

Escape/Escape.go:15:9: &maliya escapes to heap
Escape/Escape.go:15:9:  from ~r2 (return) at Escape/Escape.go:15:2
Escape/Escape.go:14:2: moved to heap: maliya
Escape/Escape.go:13:40: leaking param: name to result ~r2 level=-1
Escape/Escape.go:13:40:         from person literal (struct literal element) at Escape/Escape.go:14:18
Escape/Escape.go:13:40:         from maliya (assigned) at Escape/Escape.go:14:9
Escape/Escape.go:13:40:         from &maliya (address-of) at Escape/Escape.go:15:9
Escape/Escape.go:13:40:         from ~r2 (return) at Escape/Escape.go:15:2
Escape/Escape.go:18:39: leaking param: name to result ~r2 level=0
Escape/Escape.go:18:39:         from person literal (struct literal element) at Escape/Escape.go:19:18
Escape/Escape.go:18:39:         from yangmi (assigned) at Escape/Escape.go:19:9
Escape/Escape.go:18:39:         from ~r2 (return) at Escape/Escape.go:20:2
複製代碼

從結果中咱們看到變量 &maliya 發生了逃逸,變量 yangmi 沒有逃逸

&maliya escapes to heap from ~r2 (return) at Escape/Escape.go:15:2
moved to heap: maliya
複製代碼

因此 makePerson 返回的是指針類型，發生了逃逸，而showPerson 返回的是值類型沒有逃逸。

關於變量逃逸的狀況還有不少，網上有不少分析的文章，就不一一舉例了，直接給出結論:

• 共享了棧上的一個值時，它就會逃逸
• 棧空間不足逃逸（好比建立一個超大的slice,超過棧空間）
• 動態類型逃逸，函數參數爲interface類型（典型的fmt.Println方法）
• 閉包引用對象逃逸，其實本質仍是共享了棧上的值