Go 要违背初心吗？新提案：手动管理内存

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来源：经授权转自 脑子进煎鱼了（ID：eddycjy）

作者：陈煎鱼

前段 SZ 疫情严重的很，公司所在的大厦都被封了 2~3 次...在家中搬砖的我，听说 Go 要变成 C++ 了？大为震惊。

今天就由煎鱼带大家看看背后的那个提案。

（结果我发这文时，这周直接变成居家办公 7 天了，车也不能随便开出去了...）

背景

由于手动管理内存普遍会给程序员带来一定的心智负担，提高一门编程语言的入门门槛（还记得大学写 OC 时经常有同学写着写崩了...）。

对应到 Go 语言上，他是一门带垃圾回收的编程语言。也就是说不需要程序员手动的去管理、释放程序的内存。

无需手动管理也是 Go 核心开发团队一直引以为傲的特性之一。

最近有人发起了一个新提案《proposal: arena: new package providing memory arenas》，引起了非常广泛的讨论。

如下图：

接下来我们将面向该提案进行学习和了解。

新提案

本提案所提到的 Arena，指的是一种从一个连续的内存区域分配一组内存对象的方式。优点是 arena 中的对象分配通常比一般的内存分配更有效率，所分配的对象可以一次性释放，以此达到内存管理或垃圾收集的开销最小。

其建议在 Go 的标准库中支持 arena。标准 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)

这一实践已经在 Google 得到了应用，且在一些大型应用程序中节省了高达 15% 的CPU和内存使用，这主要是由于减少了垃圾收集的CPU时间和堆内存使用所带来的效果。

arena 若成为标准库的使用的例子：

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()
}

手动调用 arena.New 方法分配 arena 内存，再调用 Free 方法进行释放。

当然，一般提案中所提到的 arena 并不会在一门带垃圾回收的编程语言中实现。因为会操作到内存就有可能会不安全，不符合带垃圾回收的语言定义。

该库底层采取了动态检查来确保 arena 释放内存的操作是安全的。若出现异常情况，就会终止释放。

争论

围绕这这个新的提案，评论区的网友们争议的非常多。有的会疑惑，为什么一定要放在标准库，放第三方库不行吗？

实际上在第三方库中很难安全地做到这一点，因为一个在 arena 库中分配的变量，他包含指向外部的内存指针，要确保性能下让 GC 知道他，否则可能会导致错误的释放。

当然，也有人提出，这 Go 就变成像 C++ 一样，忘记 free、重复 free、提前 free，与 Go 原先标榜的简洁相差甚远。

总结

现阶段该提案还在积极探讨的阶段，原型代码也已经提交《runtime: prototype CL showing possible implementation of arenas》有兴趣的小伙伴可以抽时间看看。

这个提案争议较大，你很难说他是一个库，还是一个语言的根本性变更。你一旦在原生标准库支持了，其他关联的也必然会支持其 API，自然而然就植入进去了，与 “unsafe” 标准库定位一致，都是不安全的因素。

大家怎么看？以后是不是可以玩出新的花样了...

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