从内存分配策略(堆、栈)的角度分析,函数传递指针真的比传值效率高吗？

从内存分配策略(堆、栈)的角度分析,函数传递指针真的比传值效率高吗？

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介绍

对于初学者，确定不少同窗在纠结:

• 函数传递指针仍是传值？
• 两种选择的本质区别是什么？
• 哪一种方式的性能更高呢？

分析

要找到区别，那确定须要下功夫，那就从 Golang 的实现机制中来分析吧。首先，在Golang 中有一个很重要的概念那就是 逃逸分析（Escape analysis），所谓的逃逸分析指由编译器决定内存分配的位置。

• 分配在 栈中，则函数执行结束可自动将内存回收
• 分配在 堆中，则函数执行结束可交给GC（垃圾回收）处理

最终程序的执行效率和这个两种分配规则是有这重要关联的，而传值和传指针的主要区别在于底层值是否须要拷贝,表面上看传指针不涉及值拷贝，效率确定更高。可是实际状况是指传针会涉及到变量逃逸到堆上，并且会增长GC的负担，因此本文咱们要作的内容就是进行 逃逸分析 ,按照惯例先上结论。

• 栈上分配内存比在堆中分配内存有更高的效率
• 栈上分配的内存不须要GC处理,函数执行后自动回收
• 堆上分配的内存使用完毕会交给GC处理
• 发生逃逸时，会把栈上的申请的内存移动到堆上
• 指针能够减小底层值的拷贝，能够提升效率，可是会产生逃逸，可是若是拷贝的数据量小，逃逸形成的负担（堆内存分配+GC回收)会下降效率
• 所以选择值传递仍是指针传递，变量的大小是一个很重要的分析指标

每种方式都有各自的优缺点，栈上的值，减小了 GC 的压力,可是要维护多个副本，堆上的指针，会增长 GC 的压力，但只需维护一个值。所以选择哪一种方式，依据本身的业务状况参考这个标准进行选择。

先上一段代码分析下

// escape.go
package main

type person struct {
	name string
	age  int
}

func main() {
	makePerson(32, "艾玛·斯通")
	showPerson(33, "杨幂")
}

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
}
复制代码

运行以下命令,进行逃逸分析

go build -gcflags="-m -m -l" escape.go
复制代码

输出结果：

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
复制代码

从结果中咱们看到变量 &maliya 发生了逃逸,变量 yangmi 没有逃逸

&maliya escapes to heap from ~r2 (return) at Escape/Escape.go:15:2
moved to heap: maliya
复制代码

因此 makePerson 返回的是指针类型，发生了逃逸，而showPerson 返回的是值类型没有逃逸。

关于变量逃逸的状况还有不少，网上有不少分析的文章，就不一一举例了，直接给出结论:

• 共享了栈上的一个值时，它就会逃逸
• 栈空间不足逃逸（好比建立一个超大的slice,超过栈空间）
• 动态类型逃逸，函数参数为interface类型（典型的fmt.Println方法）
• 闭包引用对象逃逸，其实本质仍是共享了栈上的值