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首頁(yè) 后端開發(fā) Golang 了解內(nèi)存管理中的堆和棧

了解內(nèi)存管理中的堆和棧

Jan 05, 2025 am 07:06 AM

Entendendo Heap e Stack no Gerenciamento de Memória

介紹

對(duì)于我的第一篇博文,我選擇了一個(gè)我們?cè)谌粘>幊讨泻苌贀?dān)心的主題,但在某些時(shí)候,它會(huì)產(chǎn)生很大的不同,特別是在減少應(yīng)用程序中的瓶頸方面。是的,我們來(lái)談?wù)剝?nèi)存分配,更具體地說(shuō),談?wù)劧押投褩?nèi)存如何工作。

我保證以簡(jiǎn)單的方式解釋這些概念。堆和堆棧是操作系統(tǒng)中進(jìn)程內(nèi)存布局的兩個(gè)不同區(qū)域。簡(jiǎn)而言之,用非常簡(jiǎn)單的方式來(lái)說(shuō),它們是計(jì)算機(jī)內(nèi)存的不同“區(qū)域”,每個(gè)區(qū)域都有特定的功能并存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)。


堆棧基本上是一塊連續(xù)的內(nèi)存塊,其分配和釋放是自動(dòng)的。它以LIFO后進(jìn)先出)格式運(yùn)行,這意味著最后插入的元素是第一個(gè)被刪除的。當(dāng)函數(shù)的執(zhí)行范圍結(jié)束時(shí),關(guān)聯(lián)的堆棧幀會(huì)自動(dòng)釋放,避免內(nèi)存泄漏等問(wèn)題(除非您插入無(wú)限循環(huán)或類似的東西)。

此外,訪問(wèn)堆棧的速度更快,因?yàn)閿?shù)據(jù)是順序存儲(chǔ)的,這使得讀寫更加容易。但是,它在大小方面有限制,并且適用于臨時(shí)數(shù)據(jù),例如局部變量和函數(shù)參數(shù)。


另一方面,堆是專門用于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分配的內(nèi)存區(qū)域。它由垃圾收集器管理(對(duì)于像 Go 這樣的語(yǔ)言)。與堆棧不同,堆是線程或 goroutine 之間共享的空間,用于存儲(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

堆管理更加復(fù)雜,因?yàn)樗枰占鞅O(jiān)視分配的數(shù)據(jù)并識(shí)別不再需要的數(shù)據(jù)。此外,堆上的數(shù)據(jù)可能隨機(jī)分散在 RAM 中,導(dǎo)致訪問(wèn)速度變慢。


如何最好地使用棧和堆

就性能而言,理想的情況是盡可能使用堆棧。因?yàn)樗矢?,并且不?huì)給垃圾收集器帶來(lái)負(fù)擔(dān),所以堆棧應(yīng)該是首選。當(dāng)需要使用堆時(shí),以智能且最小化的方式進(jìn)行操作非常重要,就像使用緩沖區(qū)時(shí)一樣。

對(duì)于 Go,編譯器會(huì)盡可能在堆棧上分配局部變量。但是,如果編譯器在函數(shù)返回后識(shí)別出該變量可以被引用,它將在堆上分配它以避免懸空指針錯(cuò)誤。非常大的變量也可以移動(dòng)到堆中,以避免損害有限的堆??臻g。

如果一個(gè)變量的地址被訪問(wèn),它就是一個(gè)在堆上分配的候選者。然而,編譯器執(zhí)行的更復(fù)雜的分析可能允許其中一些變量保留在堆棧上,只要它們?cè)诤瘮?shù)返回后不存在。


如何減輕垃圾收集器的負(fù)擔(dān)?

為了盡量減少垃圾收集器的影響,我們可以采取以下做法:

  • 不必要地避免使用指針:指針引用的數(shù)據(jù)在堆上分配,并且可以以無(wú)序的方式分布在內(nèi)存中。僅在確實(shí)必要時(shí)才使用指針。
  • 優(yōu)先選擇原始類型:數(shù)字、布爾值、字符串和符文等數(shù)據(jù)通常分配在堆棧上,減少垃圾收集器管理的需要。
  • 優(yōu)化堆使用:只要有可能,請(qǐng)使用最小化動(dòng)態(tài)分配的結(jié)構(gòu),并專注于重用已分配的資源,例如緩沖區(qū)和對(duì)象池。
  • 充分利用堆棧:應(yīng)盡可能將臨時(shí)變量或局部變量分配給堆棧,以確保更高的效率和性能。

結(jié)論

了解堆和堆棧之間的區(qū)別以及 Go 中的內(nèi)存管理是優(yōu)化應(yīng)用程序性能的基礎(chǔ)。通過(guò)盡可能使用堆棧并謹(jǐn)慎使用指針,可以顯著減少垃圾收集器的負(fù)載,從而產(chǎn)生更快、更高效的程序。隨著時(shí)間的推移,這些實(shí)踐將有助于構(gòu)建更具可擴(kuò)展性和性能更好的系統(tǒng)。

以上是了解內(nèi)存管理中的堆和棧的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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在Go中創(chuàng)建緩沖通道只需在make函數(shù)中指定容量參數(shù)即可。緩沖通道允許發(fā)送操作在沒(méi)有接收者時(shí)暫存數(shù)據(jù),只要未超過(guò)指定容量,例如ch:=make(chanint,10)創(chuàng)建了一個(gè)可存儲(chǔ)最多10個(gè)整型值的緩沖通道;與無(wú)緩沖通道不同,發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)立即阻塞,而是將數(shù)據(jù)暫存于緩沖區(qū)中,直到被接收者取走;使用時(shí)需注意:1.容量設(shè)置應(yīng)合理以避免內(nèi)存浪費(fèi)或頻繁阻塞;2.需防止緩沖區(qū)無(wú)限堆積數(shù)據(jù)導(dǎo)致內(nèi)存問(wèn)題;3.可用chanstruct{}類型傳遞信號(hào)以節(jié)省資源;常見場(chǎng)景包括控制并發(fā)數(shù)量、生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型及異

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Go是系統(tǒng)編程的理想選擇,因?yàn)樗Y(jié)合了C等編譯型語(yǔ)言的性能與現(xiàn)代語(yǔ)言的易用性和安全性。1.文件與目錄操作方面,Go的os包支持創(chuàng)建、刪除、重命名及檢查文件和目錄是否存在,使用os.ReadFile可一行代碼讀取整個(gè)文件,適用于編寫備份腳本或日志處理工具;2.進(jìn)程管理方面,通過(guò)os/exec包的exec.Command函數(shù)可執(zhí)行外部命令、捕獲輸出、設(shè)置環(huán)境變量、重定向輸入輸出流以及控制進(jìn)程生命周期,適合用于自動(dòng)化工具和部署腳本;3.網(wǎng)絡(luò)與并發(fā)方面,net包支持TCP/UDP編程、DNS查詢及原始套

如何在GO中的結(jié)構(gòu)實(shí)例上調(diào)用方法? 如何在GO中的結(jié)構(gòu)實(shí)例上調(diào)用方法? Jun 24, 2025 pm 03:17 PM

在Go語(yǔ)言中,調(diào)用結(jié)構(gòu)體方法需先定義結(jié)構(gòu)體和綁定接收者的方法,使用點(diǎn)號(hào)訪問(wèn)。定義結(jié)構(gòu)體Rectangle后,可通過(guò)值接收者或指針接收者聲明方法;1.使用值接收者如func(rRectangle)Area()int,通過(guò)rect.Area()直接調(diào)用;2.若需修改結(jié)構(gòu)體,應(yīng)使用指針接收者如func(r*Rectangle)SetWidth(...),Go會(huì)自動(dòng)處理指針與值的轉(zhuǎn)換;3.嵌入結(jié)構(gòu)體時(shí),內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)體的方法會(huì)被提升,可直接通過(guò)外層結(jié)構(gòu)體調(diào)用;4.Go無(wú)需強(qiáng)制使用getter/setter,字

GO中的接口是什么?如何定義它們? GO中的接口是什么?如何定義它們? Jun 22, 2025 pm 03:41 PM

在Go語(yǔ)言中,接口是一種定義行為而不指定實(shí)現(xiàn)方式的類型。接口由方法簽名組成,任何實(shí)現(xiàn)這些方法的類型都自動(dòng)滿足該接口。例如,定義一個(gè)Speaker接口包含Speak()方法,則所有實(shí)現(xiàn)該方法的類型均可視為Speaker。接口適用于編寫通用函數(shù)、抽象實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和測(cè)試中使用mock對(duì)象。定義接口使用interface關(guān)鍵字并列出方法簽名,無(wú)需顯式聲明類型實(shí)現(xiàn)了接口。常見用例包括日志、格式化、不同數(shù)據(jù)庫(kù)或服務(wù)的抽象,以及通知系統(tǒng)等。例如,Dog和Robot類型均可實(shí)現(xiàn)Speak方法,并傳遞給同一個(gè)Anno

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在Go語(yǔ)言中,字符串操作主要通過(guò)strings包和內(nèi)置函數(shù)實(shí)現(xiàn)。1.strings.Contains()用于判斷字符串是否包含子串,返回布爾值;2.strings.Index()可查找子串首次出現(xiàn)的位置,若不存在則返回-1;3.strings.ReplaceAll()能替換所有匹配的子串,還可通過(guò)strings.Replace()控制替換次數(shù);4.len()函數(shù)用于獲取字符串字節(jié)數(shù)長(zhǎng)度,但處理Unicode時(shí)需注意字符與字節(jié)的區(qū)別。這些功能常用于數(shù)據(jù)過(guò)濾、文本解析及字符串處理等場(chǎng)景。

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