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关于 runtime.KeepAlive() 你知道多少?

Go语言中文网 2020-10-18
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我在看 go101 网站的 类型不安全指针[1](来源)[2] 一文时,偶然发现了 runtime[3] 库的一个有趣的新方法 runtime.KeepAlive()[4] 的一个用法。刚开始我对于怎么使用它是很困惑的, 那么按我的性格肯定要探究它是怎么工作的。

runtime.KeepAlive 所做的事就是使一个变量保持 '存活',这就意味着它(或者它引用的变量)不会被垃圾收集,而且它所注册的任何终止器(finalizer)都不会被执行。这个文档[5] 中有一个如何使用它的例子。我的第一个疑问是为什么在代码中 runtime.KeepAlive() 的使用时机那么的靠后;我比较希望它能够更早的被调用,就像终止器被注入时,但是后来我明白了它这样做的真正意图。简而言之, runtime.KeepAlive() 是调用一下变量。显而易见的,一个变量直至它的最后一次使用期间都是存活的,所以如果你在后面使用一个变量,那么 Go 必须让它一直存活到最后使用的时候。

一方面,runtime.keepAlive 没有什么神奇的地方;任何一种使用某个变量的方式,都会使它保持存活。另一方面,runtime.KeepAlive() 是一种很重要的魔法,它表示 Go 保证了你所使用的变量不会被优化清除掉,因为编译器能明白没有什么能真正依赖于你的使用。虽然有很多其它的方式来使用一个变量,但即使是最聪明的方式也很容易受到编译器的影响,最聪明的方式也会有不利的一面,他们会影响 Go 的智能合理逃逸分析[6],强行将一个本属于本地栈的变量分配到堆上。

关于 runtime.KeepAlive() 的另一个特殊戏法是它的是实现方式,代码里什么都没做。实际上,它不是作为一个被调用的函数,而是由 ssa.go[7] 实现的编译器内部实现,类似于 unsafe.Pointer。当你的代码中使用了 runtime.KeepAlive(),Go 编译器会设置一个名为 OpKeepAlive 的静态单赋值(SSA),然后剩余的编译就会知道将这个变量的存活期保证到使用了 runtime.KeepAlive() 的时刻。

(阅读 ssa.go 的初始化函数是很有趣的。不出所料,有许多语义化包函数调用被直接映射到将指令内联在代码中,如 math.Sqrt。有些是平台相关的,包括 bits[8] 的函数)

./tst.go:20:22: cannot take the address of runtime.KeepAlive

我不知道 Go 是否会聪明地优化掉一个只调用 runtime.KeepAlive 的函数, 但希望你永远不需要间接调用 runtime.KeepAlive

PS:尽管我很想说没有人应该需要对分配在栈上的本地变量(包括参数)调用 runtime.KeepAlive,因为在函数返回之前栈是不会被回收的,但这是一个危险的假设。编译器可以非常聪明地为两个不同的、没有重叠生存期的变量重用堆栈槽,或者简单地告诉垃圾收集它已经完成了某些工作(例如,用 nil 覆盖指向对象的指针)。


via: https://utcc.utoronto.ca/~cks/space/blog/programming/GoRuntimeKeepAliveNotes

本文由 GCTT[12] 原创编译,Go 中文网[13] 荣誉推出

参考资料

[1]

类型不安全指针: https://go101.org/article/unsafe.html

[2]

(来源): https://old.reddit.com/r/golang/comments/8ll6lf/how_to_safely_use_typeunsafe_pointers_in_go/

[3]

runtime: https://golang.org/pkg/runtime/

[4]

runtime.KeepAlive(): https://golang.org/pkg/runtime/#KeepAlive

[5]

这个文档: https://golang.org/pkg/runtime/#KeepAlive

[6]

Go 的智能合理逃逸分析: https://utcc.utoronto.ca/~cks/space/blog/programming/GoReflectEscapeHack

[7]

ssa.go: https://github.com/golang/go/blob/master/src/cmd/compile/internal/gc/ssa.go#L2828

[8]

bits: https://golang.org/pkg/math/bits/

[9]

ChrisSiebenmann: https://utcc.utoronto.ca/~cks/space/People/ChrisSiebenmann

[10]

yuhang-dong: https://github.com/yuhang-dong

[11]

unknwon: https://github.com/unknwon

[12]

GCTT: https://github.com/studygolang/GCTT

[13]

Go 中文网: https://studygolang.com/



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