基礎を超えた GoLang : エスケープ解析

Golang が変数を処理する方法と、このエスケープ分析が何であるかを理解しましょう。 Golang には、Go 実行環境で使用されるスタックとヒープと呼ばれる 2 種類のメモリ割り当てデータ型があります。

スタックは、(in および out) で操作を実行する方が高速です。関数内でアクセスされる関数内の変数は、このスタックに移動します。 例:

package main

import "fmt"

func stackExample() int {
    a := 10        // Variable `a` is allocated on the stack
    b := 20        // Variable `b` is allocated on the stack
    result := a + b // `result` is also allocated on the stack
    return result   // All stack variables are popped off when the function exits
}

func main() {
    result := stackExample() // Function call happens, variables are pushed to the stack
    fmt.Println(result)      // Print the result
}

これは GoLang でのスタックの仕組みです。次は山盛りです。これは動的メモリであり、要件に基づいてサイズを調整できます。これはヒープ割り当ての簡単な例です。

package main

import "fmt"

func heapExample() *int {
    num := 42           // Variable `num` is created inside the function
    return &num         // Returning the address of `num`, which escapes the function
}

func main() {
    ptr := heapExample() // The value pointed to by `ptr` is allocated on the heap
    fmt.Println(*ptr)    // Accessing the heap-allocated variable through the pointer
}

ここでは、関数が num へのポインタを返すため、Go ランタイムは num が関数のスコープ外でアクセスされることを検出します。その結果、スタックではなくヒープに num が割り当てられます。

ヒープは、関数またはゴルーチンのスコープを超える変数を保存するために使用されます。変数の値が非常に大きい場合、ヒープに格納されることがあります。

これら 2 つを理解したら、脱出分析に移りましょう。 Go コードを読むだけでは、どの変数がヒープに割り当てられるかを知る方法はありません。これは「脱出分析」で理解できます。エスケープとは、変数がヒープまたはスタックに格納されるかどうかを決定する関数のスコープからエスケープするかどうかを意味します。

次のように go コードの build コマンドを実行します

go build -gcflags '-m -l'

-m - エスケープ分析を表示するフラグ。
-l - スタック トレースを正確に保つためにインライン化を無効にします。

このコードを取得してください:

package main

func escapeExample() *int {
    x := 42
    return &x // x escapes because its address is returned
}

func noEscapeExample() int {
    y := 100
    return y // y does not escape
}

func main() {
    _ = escapeExample()
    _ = noEscapeExample()
}

結果は次のようになります:

./main.go:4:10: &x escapes to heap
./main.go:12:13: main escapes to heap

では、なぜこれらすべてを行うのでしょうか?この分析は、パフォーマンスの問題をデバッグするときに役立つことがわかります。変数は、ヒープではなくスタックに保存する方が適しています。変数がヒープにエスケープされる場所を見つけて、コードをリファクタリングして効率を高めることができます。

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読んでいただきありがとうございます。

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