Wie geht Go mit der Stack- und Heap-Zuweisung von Strukturen um und welche Rolle spielt die Garbage Collection?

Stack- vs. Heap-Zuordnung von Strukturen in Go und wie sie sich auf die Garbage Collection auswirken

Einführung

Programmiersprachen weisen Objekte im Speicher zu und anders Sprachen verwenden dazu unterschiedliche Strategien. In C befinden sich vom Stapel zugewiesene Variablen auf dem Stapel, während der vom Heap zugewiesene Speicher dynamisch zugewiesen wird. Python hingegen weist alle Objekte auf dem Heap zu und verwendet Referenzen, um auf sie zuzugreifen.

Stack- vs. Heap-Zuweisung in Go

Gos Ansatz zur Speicherzuweisung unterscheidet sich sowohl von C als auch von Python. Während Go nicht explizit angibt, wo Objekte zugewiesen werden, nutzt es Garbage Collection, um ungenutzten Speicher zurückzugewinnen. Dies wirft Fragen darüber auf, wie Strukturen, bei denen es sich um zusammengesetzte Typen handelt, in Go zugewiesen werden.

Beispielfunktionen

Betrachten Sie die folgenden zwei Funktionen, die scheinbar dieselbe Aufgabe ausführen:

func myFunction() (*MyStructType, error) {
    var chunk *MyStructType = new(HeaderChunk)

    ...

    return chunk, nil
}


func myFunction() (*MyStructType, error) {
    var chunk MyStructType

    ...

    return &chunk, nil
}

Fragen

Diese Beispielfunktionen werfen mehrere auf Fragen:

1. Zuordnungsort: Wird Chunk in beiden Funktionen auf dem Stapel oder Heap deklariert?
2. Verfügbarkeit nach der Rückgabe: Wenn Chunk wird in der zweiten Funktion auf dem Stapel deklariert. Wie bleibt er nach der Rückkehr der Funktion zugänglich?
3. Zeiger und Wert Übergabe: Wenn in der zweiten Funktion ein Block auf dem Stapel deklariert wird, warum werden Strukturen dann als Wert statt als Referenz übergeben? Welchen Zweck haben Zeiger in diesem Fall?

Antwort

Zuordnungsort

In Go wird der Stapel zum Speichern von Funktionsargumenten, lokalen Variablen usw. verwendet Rückgabewerte. Der Heap wird zum Zuweisen von Objekten verwendet, die mit „new“ erstellt wurden oder die dem Stapel entkommen sind.

In der ersten Funktion wird ein Chunk mit „new“ auf dem Heap zugewiesen. In der zweiten Funktion bestimmt die Escape-Analyse von Go, dass &chunk dem Stapel entkommt, sodass er auch auf dem Heap zugewiesen wird.

Verfügbarkeit nach der Rückkehr

Auch wenn Chunk im Stapel auf dem Stapel zugewiesen wird Als zweite Funktion stellt der Garbage Collector von Go sicher, dass darauf zugegriffen werden kann, nachdem die Funktion zurückgekehrt ist. Dies liegt daran, dass die Escape-Analyse feststellt, dass dieser Block den Funktionsumfang verlässt, und der Garbage Collector ihn nicht zurückgewinnen wird, solange er von einem anderen Objekt referenziert wird.

Zeiger und Wertübergabe

Strukturen werden übergeben nach Wert in Go, da es sich um zusammengesetzte Typen handelt. Die Übergabe eines Zeigers würde es dem Aufgerufenen stattdessen ermöglichen, die ursprüngliche Struktur zu ändern. Im Fall der zweiten Funktion wird Chunk auf dem Heap zugewiesen, sodass kein Zeiger darauf übergeben werden muss. Zeiger werden jedoch verwendet, wenn der Aufrufer auf eine Struktur zugreifen muss, die auf dem Heap zugewiesen wurde.

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