Go 中的垃圾回收

本课属于 Coddy GO 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 23 课，共 107 课。

与 C 或 C++ 等语言不同，Go 通过垃圾回收（GC）自动管理内存。内存用完后，你不需要手动释放。Go 运行时会跟踪仍在使用的内存，并回收其余内存。

使用 new()、make() 分配内存或创建变量时，Go 的垃圾回收器会监控这些分配。一旦程序的任何部分都无法再访问某个值，GC 就会自动释放这部分内存。

func createPerson() *Person {
    p := &Person{Name: "Alice", Age: 30}
    return p  // p 会逃逸到堆上，由 GC 管理
}

func main() {
    person := createPerson()
    fmt.Println(person.Name)
    // 不再使用 person 时，GC 会回收内存
}

在这个示例中，Person 结构体分配在堆上，因为它是从函数中返回的。Go 编译器会执行逃逸分析，以确定变量可以留在栈上，还是必须移到堆上。垃圾回收器只管理堆内存。

这种自动内存管理意味着，你可以专注于构建应用程序，而不必担心忘记释放内存导致的内存泄漏。不过，了解 GC 的存在有助于你在性能重要时减少不必要的内存分配，从而编写更高效的代码。

挑战

简单

让我们构建一个会话管理器，演示 Go 的垃圾回收器如何处理逃逸到堆上的对象内存。你将创建动态分配并从函数中返回的会话，让 GC 管理它们的生命周期。

你将把代码分成两个文件：

session.go：定义一个 Session 结构体，包含 ID（字符串）、Username（字符串）和 Data（字符串切片）字段。创建一个 NewSession 函数，接收 ID 和用户名，通过返回指针在堆上分配一个新的 Session，并将 Data 切片初始化为空。再添加一个带指针接收者的 AddData 方法，用于向会话的 Data 切片追加一个字符串；并添加一个 Summary 方法，返回显示会话详细信息的格式化字符串。
main.go：从输入中读取会话信息，使用构造函数创建会话，向其中添加一些数据条目，并显示会话摘要。由于会话是在函数内部创建并作为指针返回的，因此它会逃逸到堆上，由垃圾回收器管理。

输入内容如下：

第 1 行：会话 ID
第 2 行：用户名
第 3 行：要添加的第一个数据条目
第 4 行：要添加的第二个数据条目

你的 Summary 方法应返回以下格式的字符串：

Session [ID] for user [Username]
Data entries: [count]
- [entry1]
- [entry2]

例如，输入 sess-001、alice、login 和 view_dashboard 时，输出应为：

Session sess-001 for user alice
Data entries: 2
- login
- view_dashboard

这里的关键在于，NewSession 函数会创建一个 Session 并返回指向它的指针。这会使 Session 逃逸到堆上，而不是留在栈上；当不再有任何引用指向它时，它就可以被垃圾回收。你的代码不需要手动释放这块内存，Go 会自动处理。

亲手试试

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

	// 读取会话 ID
	sessionID, _ := reader.ReadString('\n')
	sessionID = sessionID[:len(sessionID)-1]

	// 读取用户名
	username, _ := reader.ReadString('\n')
	username = username[:len(username)-1]

	// 读取第一条数据
	data1, _ := reader.ReadString('\n')
	data1 = data1[:len(data1)-1]

	// 读取第二条数据
	data2, _ := reader.ReadString('\n')
	data2 = data2[:len(data2)-1]

	// TODO: 使用 NewSession 函数创建新会话
	// 由于返回的是指针，会话会逃逸到堆上

	// TODO: 使用 AddData 方法将数据添加到会话中

	// TODO: 使用 Summary 方法打印会话摘要
	fmt.Println("")
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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