背景

由于手動(dòng)管理內(nèi)存普遍會(huì)給程序員帶來(lái)一定的心智負(fù)擔(dān)，提高一門(mén)編程語(yǔ)言的入門(mén)門(mén)檻（還記得大學(xué)寫(xiě) OC 時(shí)經(jīng)常有同學(xué)寫(xiě)著寫(xiě)崩了...）。

對(duì)應(yīng)到 Go 語(yǔ)言上，他是一門(mén)帶垃圾回收的編程語(yǔ)言。也就是說(shuō)不需要程序員手動(dòng)的去管理、釋放程序的內(nèi)存。

無(wú)需手動(dòng)管理也是 Go 核心開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)一直引以為傲的特性之一。

最近有人發(fā)起了一個(gè)新提案《proposal: arena: new package providing memory arenas》，引起了非常廣泛的討論。

如下圖：

接下來(lái)我們將面向該提案進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解。

新提案

本提案所提到的 Arena，指的是一種從一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域分配一組內(nèi)存對(duì)象的方式。優(yōu)點(diǎn)是 arena 中的對(duì)象分配通常比一般的內(nèi)存分配更有效率，所分配的對(duì)象可以一次性釋放，以此達(dá)到內(nèi)存管理或垃圾收集的開(kāi)銷最小。

其建議在 Go 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中支持 arena。標(biāo)準(zhǔn) API 如下：

package arena

type Arena struct {
 // contains filtered or unexported fields
}

// New allocates a new arena.
func New() *Arena

// Free frees the arena (and all objects allocated from the arena) so that
// memory backing the arena can be reused fairly quickly without garbage
// collection overhead.  Applications must not call any method on this
// arena after it has been freed.
func (a *Arena) Free()

// New allocates an object from arena a.  If the concrete type of objPtr is
// a pointer to a pointer to type T (**T), New allocates an object of type
// T and stores a pointer to the object in *objPtr.  The object must not
// be accessed after arena a is freed.
func (a *Arena) New(objPtr interface{})

// NewSlice allocates a slice from arena a.  If the concrete type of slicePtr
// is *[]T, NewSlice creates a slice of element type T with the specified
// capacity whose backing store is from the arena a and stores it in
// *slicePtr. The length of the slice is set to the capacity.  The slice must
// not be accessed after arena a is freed.
func (a *Arena) NewSlice(slicePtr interface{}, cap int)

這一實(shí)踐已經(jīng)在 Google 得到了應(yīng)用，且在一些大型應(yīng)用程序中節(jié)省了高達(dá) 15% 的CPU和內(nèi)存使用，這主要是由于減少了垃圾收集的CPU時(shí)間和堆內(nèi)存使用所帶來(lái)的效果。

arena 若成為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的使用的例子：

import (
 “arena”
 …
)

type T struct {
 val int
}

func main() {
 a := arena.New()
 var ptrT *T
 a.New(&ptrT)
 ptrT.val = 1

 var sliceT []T
 a.NewSlice(&sliceT, 100)
 sliceT[99].val = 4

 a.Free()
}

手動(dòng)調(diào)用 arena.New? 方法分配 arena 內(nèi)存，再調(diào)用 Free 方法進(jìn)行釋放。

當(dāng)然，一般提案中所提到的 arena 并不會(huì)在一門(mén)帶垃圾回收的編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闀?huì)操作到內(nèi)存就有可能會(huì)不安全，不符合帶垃圾回收的語(yǔ)言定義。

該庫(kù)底層采取了動(dòng)態(tài)檢查來(lái)確保 arena 釋放內(nèi)存的操作是安全的。若出現(xiàn)異常情況，就會(huì)終止釋放。

爭(zhēng)論

圍繞這這個(gè)新的提案，評(píng)論區(qū)的網(wǎng)友們爭(zhēng)議的非常多。有的會(huì)疑惑，為什么一定要放在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，放第三方庫(kù)不行嗎？

實(shí)際上在第三方庫(kù)中很難安全地做到這一點(diǎn)，因?yàn)橐粋€(gè)在 arena 庫(kù)中分配的變量，他包含指向外部的內(nèi)存指針，要確保性能下讓 GC 知道他，否則可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的釋放。

當(dāng)然，也有人提出，這 Go 就變成像 C++ 一樣，忘記 free、重復(fù) free、提前 free，與 Go 原先標(biāo)榜的簡(jiǎn)潔相差甚遠(yuǎn)。

總結(jié)

現(xiàn)階段該提案還在積極探討的階段，原型代碼也已經(jīng)提交《runtime: prototype CL showing possible implementation of arenas》有興趣的小伙伴可以抽時(shí)間看看。

這個(gè)提案爭(zhēng)議較大，你很難說(shuō)他是一個(gè)庫(kù)，還是一個(gè)語(yǔ)言的根本性變更。你一旦在原生標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)支持了，其他關(guān)聯(lián)的也必然會(huì)支持其 API，自然而然就植入進(jìn)去了，與 “unsafe” 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)定位一致，都是不安全的因素。

大家怎么看？