将指针设置为 nil 以防止 Golang 中的内存泄漏

Question

我正在学习 Go，作为练习，我想实现一个链表。作为参考，我查看了官方 Go 代码 (https://golang.org/src/container/list/list.go) 。困扰我的一件事是这些行：

   108  // remove removes e from its list, decrements l.len, and returns e.
   109  func (l *List) remove(e *Element) *Element {
   110      e.prev.next = e.next
   111      e.next.prev = e.prev
   112      e.next = nil // avoid memory leaks
   113      e.prev = nil // avoid memory leaks
   114      e.list = nil
   115      l.len--
   116      return e
   117  }

我很好奇在这种情况下将指针设置为 nil 如何防止内存泄漏？如果可能的话，我想构建一个有这个缺陷的程序，并在使用 pprof 进行分析时看到它（我会使用 list.go 的修改版本，没有这个 nil 指针设置）。

为清楚起见：如果其中一个节点有指向它的外部指针，则所有相邻的已删除节点都将通过该指针获得活动引用，并且不会'不会被删除。

我们创建一个指向 Node2 的外部指针
我们从列表中删除节点 2-4
你会期望此时只有节点 1,2 & 5 个要活着，其余的要进行 GC-ed。但是，由于 Node2 仍然指向 Node3 等，整个链仍未收集。

Answer 1

Golang垃圾收集器基于三色标记清除算法。简而言之，您程序使用的每个内存都与一种颜色相关联。颜色决定内存是否应该被丢弃。

如果该内存未在某处（直接和间接）引用，则此算法将标记要释放的内存。但是如果我们看一下代码：

e.prev.next = e.next
e.next.prev = e.prev

这会将e.next中的指针复制到e.prev.next中。现在，假设您想用一个新的完全创建的元素更新 e.prev.next。

之前删除的元素不会被垃圾化，因为它仍然被 e.next 引用。

这就是这些行存在的原因：

e.next = nil // avoid memory leaks
e.prev = nil // avoid memory leaks

这可以防止留下旧的引用，从而防止内存泄漏。

Answer 2

你的假设是正确的。如果有一组指针相互指向，但没有引用/指针指向该组的任何成员，则该组将被垃圾收集器检测为无法访问，并将被正确释放。

但是内存泄漏的解释很简单。我们可以从列表中获取 list.Element 包装器，其中包含未导出的 Element.next 和 Element.prev 指向列表中下一个和上一个元素的指针。

如果这些指针未设置为 nil，则从列表中删除元素时，它们将保存对下一个和上一个元素包装器的引用，包括与这些元素关联的值。

看这个例子：

var e2 *list.Element

func main() {
    listTest()
    fmt.Println(e2.Value)
    // At this point we expect everything from the list to be
    // garbage collected at any time, we only have reference to e2.
    // If e2.prev and e2.next would not be set to nil,
    // e1 and e3 could not be freed!
}

func listTest() {
    l := list.New()
    e1 := l.PushBack(1)
    e2 = l.PushBack(2)
    e3 := l.PushBack(3)
    // List is now [1, 2, 3]
    fmt.Println(e1.Value, e2.Value, e3.Value)
    l.Remove(e2)
    // Now list is [1, 3], it does not contain e2
}

在 listTest() 中，我们构建了一个包含 3 个元素的列表，并将第二个元素存储在全局变量 e2 中。然后我们删除这个元素。现在我们期望除了 e2（以及包含在其中的值）之外的所有其他内容在 listTest() returns 时都会被垃圾收集，因为在 listTest() 函数之外无法访问该列表.是的，我们在 e2 中有一个指向元素的指针，但是 e2 已经（应该）与列表无关，因为我们删除了它。

如果 e2 中的 prev 和 next 指针不会设置为 nil，则包裹在它们指向的元素中的值将永远无法递归释放。但是由于 List.Remove() 正确地将它们设置为 nil，在上面的示例中 e1 和 e3 - 以及包含在它们中的值 - 将被释放（在下一次垃圾收集运行).

将指针设置为 nil 以防止 Golang 中的内存泄漏

Setting pointers to nil to prevent memory leak in Golang

garbage-collection

memory-leaks

memory-management

go

memory-profiling