面试题：设计一个简单的Go程序用于演示内存逃逸，并提出一种监控该程序内存逃逸的方案

Question

编写一个Go程序，其中存在明显的内存逃逸场景。然后，基于Go现有的工具和技术，设计一种长期监控该程序内存逃逸情况的方案，包括需要使用哪些工具、如何配置以及监控数据的分析思路。

Answer 1

Go程序展示内存逃逸场景

package main

import (
    "fmt"
)

func allocBigSlice() *[]int {
    bigSlice := make([]int, 1000000)
    for i := range bigSlice {
        bigSlice[i] = i
    }
    return &bigSlice
}

func main() {
    bigSlicePtr := allocBigSlice()
    fmt.Println(len(*bigSlicePtr))
}

在上述代码中，allocBigSlice 函数返回一个指向大切片的指针。由于返回的指针会在函数外部使用，导致 bigSlice 无法在栈上分配，从而发生内存逃逸到堆上。

长期监控内存逃逸情况的方案

1. 工具：使用 go tool pprof 和 runtime/pprof 包。
2. 配置：
   • 在程序中导入 runtime/pprof 包：

package main

import (
    "fmt"
    "os"
    "runtime/pprof"
)

func allocBigSlice() *[]int {
    bigSlice := make([]int, 1000000)
    for i := range bigSlice {
        bigSlice[i] = i
    }
    return &bigSlice
}

func main() {
    f, err := os.Create("memprofile")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer f.Close()

    err = pprof.WriteHeapProfile(f)
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    bigSlicePtr := allocBigSlice()
    fmt.Println(len(*bigSlicePtr))
}

- 运行程序：`go run main.go`，这会生成一个 `memprofile` 文件。

3. 监控数据的分析思路： - 使用 go tool pprof 分析内存概要文件：go tool pprof memprofile。 - 进入 pprof 交互式界面后，可以使用以下命令进行分析： - top：显示占用内存最多的函数，通过观察 alloc_objects 和 alloc_space 等指标，可以发现导致内存逃逸的函数，例如 allocBigSlice 函数如果在 top 列表中靠前，就说明它分配了大量内存。 - list <func_name>：查看特定函数（如 allocBigSlice）的源代码，并显示每行代码的内存分配情况，进一步定位代码中导致内存逃逸的具体语句。 - web：生成一个可视化的调用图，以直观展示内存分配的关系和热点，帮助理解哪些函数调用链导致了大量内存逃逸。

为了长期监控，可以定期运行程序生成内存概要文件，然后通过上述方法分析，观察内存逃逸情况是否有变化，例如在代码更新后查看内存逃逸是否增加或减少，及时发现潜在的内存问题。