Go 中结构的堆栈与堆分配，以及它们与垃圾收集的关系

值得注意的是，“stack”和“heap”这两个词并没有出现在语言规范中的任何地方。您的问题的措辞是“......在堆栈上声明”和“......在堆上声明”，但请注意，Go 声明语法没有说明堆栈或堆。

从技术上讲，这使得您所有问题的答案都依赖于实施。当然，实际上，有一个堆栈（每个 goroutine！）和一个堆，有些东西在堆栈上，有些在堆上。在某些情况下，编译器遵循严格的规则（例如“new 始终在堆上分配”），而在其他情况下，编译器会进行“转义分析”以确定对象是否可以存在于堆栈上，或者是否必须在堆上分配.

在您的示例 2 中，转义分析将显示指向结构转义的指针，因此编译器必须分配结构。但是，我认为 Go 的当前实现在这种情况下遵循严格的规则，即如果地址来自结构的任何部分，则结构会进入堆。

对于问题 3，我们可能会对术语感到困惑。 Go 中的所有内容都是按值传递的，没有按引用传递。在这里，您将返回一个指针值。指针的意义何在？考虑对您的示例进行以下修改：

type MyStructType struct{}

func myFunction1() (*MyStructType, error) {
    var chunk *MyStructType = new(MyStructType)
    // ...
    return chunk, nil
}

func myFunction2() (MyStructType, error) {
    var chunk MyStructType
    // ...
    return chunk, nil
}

type bigStruct struct {
    lots [1e6]float64
}

func myFunction3() (bigStruct, error) {
    var chunk bigStruct
    // ...
    return chunk, nil
}

我修改了 myFunction2 以返回结构而不是结构的地址。现在比较 myFunction1 和 myFunction2 的汇编输出，

--- prog list "myFunction1" ---
0000 (s.go:5) TEXT    myFunction1+0(SB),$16-24
0001 (s.go:6) MOVQ    $type."".MyStructType+0(SB),(SP)
0002 (s.go:6) CALL    ,runtime.new+0(SB)
0003 (s.go:6) MOVQ    8(SP),AX
0004 (s.go:8) MOVQ    AX,.noname+0(FP)
0005 (s.go:8) MOVQ    $0,.noname+8(FP)
0006 (s.go:8) MOVQ    $0,.noname+16(FP)
0007 (s.go:8) RET     ,

--- prog list "myFunction2" ---
0008 (s.go:11) TEXT    myFunction2+0(SB),$0-16
0009 (s.go:12) LEAQ    chunk+0(SP),DI
0010 (s.go:12) MOVQ    $0,AX
0011 (s.go:14) LEAQ    .noname+0(FP),BX
0012 (s.go:14) LEAQ    chunk+0(SP),BX
0013 (s.go:14) MOVQ    $0,.noname+0(FP)
0014 (s.go:14) MOVQ    $0,.noname+8(FP)
0015 (s.go:14) RET     ,

不要担心这里的 myFunction1 输出与 peterSO 的（优秀）答案不同。我们显然在运行不同的编译器。否则，请参阅我修改了 myFunction2 以返回 myStructType 而不是 *myStructType。对 runtime.new 的调用消失了，在某些情况下这将是一件好事。不过等一下，这里是 myFunction3，

--- prog list "myFunction3" ---
0016 (s.go:21) TEXT    myFunction3+0(SB),$8000000-8000016
0017 (s.go:22) LEAQ    chunk+-8000000(SP),DI
0018 (s.go:22) MOVQ    $0,AX
0019 (s.go:22) MOVQ    $1000000,CX
0020 (s.go:22) REP     ,
0021 (s.go:22) STOSQ   ,
0022 (s.go:24) LEAQ    chunk+-8000000(SP),SI
0023 (s.go:24) LEAQ    .noname+0(FP),DI
0024 (s.go:24) MOVQ    $1000000,CX
0025 (s.go:24) REP     ,
0026 (s.go:24) MOVSQ   ,
0027 (s.go:24) MOVQ    $0,.noname+8000000(FP)
0028 (s.go:24) MOVQ    $0,.noname+8000008(FP)
0029 (s.go:24) RET     ,

仍然没有调用 runtime.new，是的，它确实可以按值返回一个 8MB 的对象。它有效，但您通常不想这样做。此处指针的目的是避免推送大约 8MB 的对象。

---

type MyStructType struct{}

func myFunction1() (*MyStructType, error) {
    var chunk *MyStructType = new(MyStructType)
    // ...
    return chunk, nil
}

func myFunction2() (*MyStructType, error) {
    var chunk MyStructType
    // ...
    return &chunk, nil
}

在这两种情况下，Go 的当前实现都会为堆上的 MyStructType 类型的 struct 分配内存并返回其地址。功能是等价的；编译器 asm 源是相同的。

--- prog list "myFunction1" ---
0000 (temp.go:9) TEXT    myFunction1+0(SB),$8-12
0001 (temp.go:10) MOVL    $type."".MyStructType+0(SB),(SP)
0002 (temp.go:10) CALL    ,runtime.new+0(SB)
0003 (temp.go:10) MOVL    4(SP),BX
0004 (temp.go:12) MOVL    BX,.noname+0(FP)
0005 (temp.go:12) MOVL    $0,AX
0006 (temp.go:12) LEAL    .noname+4(FP),DI
0007 (temp.go:12) STOSL   ,
0008 (temp.go:12) STOSL   ,
0009 (temp.go:12) RET     ,

--- prog list "myFunction2" ---
0010 (temp.go:15) TEXT    myFunction2+0(SB),$8-12
0011 (temp.go:16) MOVL    $type."".MyStructType+0(SB),(SP)
0012 (temp.go:16) CALL    ,runtime.new+0(SB)
0013 (temp.go:16) MOVL    4(SP),BX
0014 (temp.go:18) MOVL    BX,.noname+0(FP)
0015 (temp.go:18) MOVL    $0,AX
0016 (temp.go:18) LEAL    .noname+4(FP),DI
0017 (temp.go:18) STOSL   ,
0018 (temp.go:18) STOSL   ,
0019 (temp.go:18) RET     ,

调用 在函数调用中，函数值和参数按通常的顺序计算。在它们被评估之后，调用的参数按值传递给函数，被调用的函数开始执行。函数的返回参数在函数返回时按值传回调用函数。

所有函数和返回参数都是按值传递的。 *MyStructType 类型的返回参数值是一个地址。

---

根据Go's FAQ：

如果编译器在函数返回后无法证明该变量未被引用，那么编译器必须在垃圾回收堆上分配该变量以避免悬空指针错误。

---

您并不总是知道您的变量是分配在堆栈还是堆上。 ...如果您需要知道变量的分配位置，请将“-m”gc 标志传递给“go build”或“go run”（例如，go run -gcflags -m app.go）。

_{来源：http://devs.cloudimmunity.com/gotchas-and-common-mistakes-in-go-golang/index.html#stack_heap_vars}

---

func Function1() (*MyStructType, error) {
    var chunk *MyStructType = new(HeaderChunk)

    ...

    return chunk, nil
}


func Function2() (*MyStructType, error) {
    var chunk MyStructType

    ...

    return &chunk, nil
}

Function1 和 Function2 可能是内联函数。并且返回变量不会逃逸。不必在堆上分配变量。

我的示例代码：

   package main
   
   type S struct {
           x int
   }
   
   func main() {
           F1()
           F2()
          F3()
  }
  
  func F1() *S {
          s := new(S)
          return s
  }
  
  func F2() *S {
          s := S{x: 10}
          return &s
  }
  
  func F3() S {
          s := S{x: 9}
          return s
  }

根据cmd的输出：

go run -gcflags -m test.go

输出：

# command-line-arguments
./test.go:13:6: can inline F1
./test.go:18:6: can inline F2
./test.go:23:6: can inline F3
./test.go:7:6: can inline main
./test.go:8:4: inlining call to F1
./test.go:9:4: inlining call to F2
./test.go:10:4: inlining call to F3
/var/folders/nr/lxtqsz6x1x1gfbyp1p0jy4p00000gn/T/go-build333003258/b001/_gomod_.go:6:6: can inline init.0
./test.go:8:4: main new(S) does not escape
./test.go:9:4: main &s does not escape
./test.go:14:10: new(S) escapes to heap
./test.go:20:9: &s escapes to heap
./test.go:19:2: moved to heap: s

如果编译器足够聪明，F1() F2() F3() 可能不会被调用。因为它没有办法。

不要关心变量是分配在堆上还是栈上，使用它即可。如有必要，通过互斥锁或通道保护它。

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