【Goで学ぶコンピューターサイエンス】メモリ管理とガベージコレクション

メモリ管理の基本

スタック (Stack)

• 関数呼び出しやローカル変数の保存に使われる領域
• 高速にアクセスでき、関数のスコープが終了すると自動で解放される

ヒープ (Heap)

• 長期間保持されるデータや動的に割り当てられるメモリに使われる領域
• 手動または自動で解放する必要がある

ガベージコレクション

ガベージコレクション (GC) とは、プログラムが不要になったメモリ領域(ヒープ)を自動で解放する仕組みです。これにより、メモリリークを防ぎ、効率的なメモリ利用を実現します。

メリット:

• 開発者が手動でメモリ解放を行う必要がないため、コードの安全性と可読性が向上
• メモリリークの発生を防ぎやすい

デメリット:

• GCの実行中にわずかなパフォーマンス低下が発生する可能性がある
• 高負荷なリアルタイムシステムでは、GCがボトルネックになる場合がある

Goでのメモリ管理とGCの確認

package main

import (
	"fmt"
	"runtime"
)

func main() {
	// メモリ使用量を表示する関数
	printMemStats := func() {
		var m runtime.MemStats
		runtime.ReadMemStats(&m)
		fmt.Printf("メモリ使用量: Alloc = %v KB\n", m.Alloc/1024)
		fmt.Printf("GCの回数: NumGC = %v\n", m.NumGC)
		fmt.Println("-------------------------------")
	}

	// メモリ使用量を初期表示
	fmt.Println("初期状態:")
	printMemStats()

	// ヒープメモリを割り当てる
	fmt.Println("メモリを割り当て:")
	slice := make([]byte, 1024*1024)
	for i := range slice {
		slice[i] = byte(i % 256)
	}
	printMemStats()

	// ガベージコレクションを強制的に実行
	fmt.Println("GCを強制的に実行:")
	runtime.GC()
	printMemStats()
}

初期状態:
メモリ使用量: Alloc = 64 KB
GCの回数: NumGC = 0
-------------------------------
メモリを割り当て:
メモリ使用量: Alloc = 1088 KB
GCの回数: NumGC = 0
-------------------------------
GCを強制的に実行:
メモリ使用量: Alloc = 63 KB
GCの回数: NumGC = 1
-------------------------------