Golang中逃逸现象, 变量“何时栈?何时堆?”

原创于 2025-09-06 20:19:56 发布 · 573 阅读

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经由接口/反射/fmt 等导致装箱或被长期保存

把指针/引用存入全局、堆对象或长生命周期结构

什么是栈

栈是每个线程私有、按先进后出管理的调用临时区。

什么是堆

堆是进程共享、由内存分配器/GC统一管理的动态内存区。

栈 vs 堆（核心区别）

归属：栈是“每个线程一个栈”；堆是“整个进程（多线程）共享一大片内存”
用途：栈放调用过程相关的数据（返回地址、保存寄存器、局部变量等）；堆放动态创建、可跨函数/长期存在的数据
生命周期：栈随函数返回自动回收（栈帧弹出）；堆由程序（free/delete）或垃圾回收器回收
分配/释放成本：栈是简单的指针移动，极快；堆需要向分配器申请/释放，相对慢
访问局部性：栈一般连续，缓存友好；堆可能碎片化
常见错误：栈——递归太深/局部数组过大导致栈溢出；堆——内存泄漏/重用已释放内存/碎片
大小：栈通常较小且固定/可增长（按语言/平台而定）；堆通常大很多（由 OS/运行时管理）

GO编译器的逃逸分析

go语言编译器会自动决定把一个变量放在栈还是放在堆，编译器会做逃逸分析(escape analysis)，当发现变量的作用域没有跑出函数范围，就可以在栈上，反之则必须分配在堆。 go语言声称这样可以释放程序员关于内存的使用限制，更多的让程序员关注于程序功能逻辑本身。

什么是逃逸分析？

编译器在编译期判断一个变量是否会在当前函数返回后仍被引用（“逃出”当前栈帧）。

不逃逸 → 尽量放在栈上，分配/回收极快；
逃逸 → 放到堆上，由运行时/GC 管理，带来分配与 GC 成本。

怎么看逃逸分析结果？

在你的包目录运行（推荐关掉内联更好读）：

go build -gcflags='all=-m -l' ./...
# 或者对测试/基准：
go test  -run=^$ -bench=. -gcflags='all=-m -l' ./...

常见输出含义：

moved to heap: x / escapes to heap：变量 x 上堆了
does not escape：未逃逸（可栈上）
leaking param / leaking param content：把参数或其内容泄露到了可能长寿命的位置（导致逃逸）

典型“会逃逸”的场景

返回局部变量的地址/引用

func f1() *int {
    x := 10
    return &x // x 逃逸：必须活到函数返回之后
}

闭包捕获局部变量

func f2() func() {
    x := 0
    return func() { x++ } // x 被闭包捕获 → 逃逸
}

返回或保存带有“底层存储”的容器

func f3(n int) []int {
    s := make([]int, n)
    return s // s 的底层数组需在返回后仍然存活 → 逃逸
}

经由接口/反射/fmt 等导致装箱或被长期保存

func f4(b []byte) {
    _ = fmt.Sprintf("%x", b) // b 常见会逃逸（fmt 可变参、接口装箱）
}

把指针/引用存入全局、堆对象或长生命周期结构

var g []*T
func f5(p *T) {
    g = append(g, p) // p 的“内容”被长期保存 → 逃逸
}

参数“内容”被函数保留（编译器推不动）

func keepPtr(pp **int) { stash = *pp } // 比如存到包级变量
func caller() {
    x := 1
    p := &x
    keepPtr(&p) // 报 "leaking param content: p"
}

GO中的“堆/栈”怎么落地

落地

语法上没有显式“栈/堆”关键字；逃逸分析决定变量放栈还是堆
一般规律：不逃逸的局部数据可在栈上；返回到函数外/被闭包捕获等会逃逸到堆
make（slice/map/channel）和 new 只是创建方式，是否上堆由逃逸分析决定，堆内存由 GC 回收

是否上堆由逃逸分析决定

type T struct { buf [1024]byte }

func f() *T {
    t := T{}   // 语义上是局部变量；若返回其地址 => 逃逸到堆（由编译器决定）
    return &t
}

func g() {
    t := T{}   // 不逃逸的话，可能在栈上分配，函数返回就回收
    _ = t
}