golang 8 pointer

Escape Analysis in Go

Escape Analysis یک تکنیک در Go است که تعیین می‌کند داده‌ها در stack ذخیره شوند یا heap.

---

چه زمانی یک متغیر اسکیپ می‌کند؟

• زمانی که از فانکشن return شود
• زمانی که به یک global variable انتساب داده شود

در غیر این صورت:

• داده در پایان scope ری‌کلیم می‌شود
• اگر پوینتر باشد، فیلدهایش ری‌کلیم می‌شوند و توسط garbage collector پاک می‌شود.

---

Data Allocation (Stack vs Heap)

• تصمیم‌گیری توسط escape analysis
• بعد از اتمام scope، داده‌های استک به صورت خودکار reclaim می‌شوند
• داده‌های heap توسط GC مدیریت می‌شوند

---

Type of the Variable: Reference Types vs Value Types

Value Types

• مقدار واقعی در خود متغیر ذخیره می‌شود
• هر بار پاس دادن به فانکشن → یک کپی از داده ایجاد می‌شود
• پس از پایان کار فانکشن، داده پاک می‌شود (stack)

Examples:
int, bool, string, struct, arrays

اگر بخواهیم pointer بسازیم و مقدار روی heap باشد، از new() استفاده می‌کنیم.

---

Reference Types

• شامل آدرس داده هستند، نه داده واقعی
• تغییر در تابع اصلی اثر مستقیم روی داده اصلی دارد
• اگر با make() ساخته شوند → روی heap ذخیره می‌شوند
• new() نیز می‌تواند ایجاد کند

Examples:
interfaces, slices, maps, channels, pointers, functions

var s1 = []int{1, 2, 3}
s2 := s1 // s2 points to the same underlying array
 
m1 := make(map[string]int)
m1["one"] = 1
m2 := m1 // same map
 
ch1 := make(chan int)
ch2 := ch1 // same channel
 
var x int = 42
var p *int = &x // pointer to x

---

مثال تغییر Reference Types در تابع

func modifySlice(s []int) {  
    s[0] = 100  
}
 
func modifyValue(n *int) {  
    *n = 100  
}
 
func main() {  
    original := []int{1, 2, 3}  
    modifySlice(original)  
    fmt.Println(original) // Output: [100 2 3]  
 
    originalValue := 42  
    modifyValue(&originalValue)  
    fmt.Println(originalValue) // Output: 100  
}

توجه: Reference Types بودن به معنای ذخیره شدن حتماً روی heap نیست.

---

Mutable vs Immutable Types

• Immutable Types: تغییر داده → ایجاد کپی جدید در حافظه
  مثال: int, string
• Mutable Types: تغییر داده → تغییر همان خانه حافظه

---

Tips

• Dereferencing a pointer: رسیدن از آدرس به مقدار واقعی
• Pointer variables: اشاره به آدرس
• Value variables: نگهداری مقدار واقعی

Value vs Reference

Type	Example	Storage
Value	int, struct, array, string	Stack (usually)
Reference	slice, map, chan, func, pointer	Heap (usually)

اگر Reference به تابع پاس داده شود، داده کپی نمی‌شود اما روی داده‌های scope بالاتر اثر دارد.

---

Slices

• متغیر slice: روی stack
• محتوا: روی heap (خصوصاً اگر بزرگ باشد یا با make ایجاد شده باشد)

Maps

• همیشه داده‌ها روی heap هستند
• متغیر نگهدارنده ممکن است روی stack باشد

Pointers

• بستگی به محل تعریف دارد
• اگر روی stack باشد → stack
• اگر با new() یا make() ساخته شود → heap

---

Garbage Collection (GC)

الگوریتم‌ها

• Mark-and-Sweep: متغیرهای دسترسی‌ناپذیر حذف می‌شوند
• Heap → توسط GC مدیریت می‌شود
• Stack → توسط runtime و pattern LIFO بدون GC reclaim می‌شود

تنظیم GOGC: میزان درصد heap برای فعال شدن GC

• هر گوروتین استک مخصوص خود دارد (شروع با 2KB، در صورت نیاز رشد یا shrink می‌کند)
• Heap بین گوروتین‌ها مشترک است

---

Nil and Zero Initialization

var A *int
fmt.Println(A) // nil, 0x0 == nil
 
B := new(int)
fmt.Println(B) // non-nil, zero-initialized

توجه: استفاده بیش از حد از pointer ممکن است هزینه‌بر باشد.

---

Pointer in Go

var x *int
*x = 20 // ERROR
 
px := new(int)
*px = 30 // OK
x = px

هرگز از *interface{} استفاده نکنید؛ در حقیقت مقدار داخل interface pointer است.

---

Pointer in For-Range Loop Variable

• المنت حلقه روی یک خانه حافظه ذخیره می‌شود
• استفاده از آدرس المنت → تمامی آدرس‌ها یکسان → خروجی یکسان

راه حل:

for k := range src {
    key := k
    dst = append(dst, &key)
}

---

Method Receiver: Pointer vs Value

• Value Receiver: کپی از struct → تغییرات روی اصلی اثر ندارد
• Pointer Receiver: تغییرات روی struct اصلی اعمال می‌شود
• استفاده از pointer برای struct بزرگ یا mutable fields توصیه می‌شود
• برای map, func, chan → نیازی به pointer نیست

مثال:

type Person struct {
	Name string
	Age  int
}
 
p1 := Person{}
p2 := Person{Name: "Salam", Age: 20}
p3 := new(Person)
 
fmt.Printf("p1: %+v\n", p1)
fmt.Printf("p2: %+v\n", p2)
fmt.Printf("p3: %+v\n", p3) // Pointer

p3 → Pointer Variable
p1, p2 → Value Variables

---

Summary

• Escape Analysis: تعیین محل ذخیره داده (stack vs heap)
• Value vs Reference Types: کنترل کپی و تغییرات داده
• Mutable vs Immutable: مدیریت تغییر داده‌ها
• Pointer Receivers: کارآمد و mutable
• GC: heap توسط garbage collector، stack توسط runtime مدیریت می‌شود