Go 编译可执行文件巨大的原因

Question

我编写了一个 hello world Go 程序，它在我的 linux 机器上生成了本机可执行文件。但是看到这个简单的 Hello world Go 程序的大小，我很惊讶，竟然只有 1.9MB！

为什么这么简单的 Go 程序的可执行文件会这么大？

Answer 1

这个确切的问题出现在官方常见问题解答中：Why is my trivial program such a large binary?

引用答案：

gc 工具链中的链接器（5l、6l 和 8l）执行静态链接。因此，所有 Go 二进制文件都包含 Go 运行时，以及支持动态类型检查、反射甚至恐慌时堆栈跟踪所需的运行时类型信息。

在 Linux 上使用 gcc 静态编译和链接的简单 C “hello, world”程序大约 750 kB，包括 printf 的实现。使用 fmt.Printf 的等效 Go 程序大约为 1.9 MB，但其中包含更强大的运行时支持和类型信息。

因此，您的 Hello World 的本机可执行文件为 1.9 MB，因为它包含一个运行时，该运行时提供垃圾收集、反射和许多其他功能（您的程序可能不会真正使用这些功能，但它就在那里）。以及用于打印"Hello World" 文本（以及它的依赖项）的fmt 包的实现。

现在尝试以下操作：在您的程序中添加另一行 fmt.Println("Hello World! Again") 并再次编译它。结果不会是 2x 1.9MB，但仍然只有 1.9 MB！是的，因为所有使用的库（fmt 及其依赖项）和运行时都已添加到可执行文件中（因此将添加更多字节以打印您刚刚添加的第二个文本）。

Answer 2

考虑以下程序：

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello World!")
}

如果我在我的 Linux AMD64 机器（Go 1.9）上构建它，像这样：

$ go build
$ ls -la helloworld
-rwxr-xr-x 1 janf group 2029206 Sep 11 16:58 helloworld

我得到一个大小约为 2 Mb 的二进制文件。

这样做的原因（已在其他答案中解释）是我们使用的是相当大的“fmt”包，但二进制文件也没有被剥离，这意味着符号表仍然存在。如果我们改为指示编译器剥离二进制文件，它会变得更小：

$ go build -ldflags "-s -w"
$ ls -la helloworld
-rwxr-xr-x 1 janf group 1323616 Sep 11 17:01 helloworld

但是，如果我们重写程序以使用内置函数 print，而不是 fmt.Println，如下所示：

package main

func main() {
    print("Hello World!\n")
}

然后编译：

$ go build -ldflags "-s -w"
$ ls -la helloworld
-rwxr-xr-x 1 janf group 714176 Sep 11 17:06 helloworld

我们最终得到一个更小的二进制文件。这是我们在不使用 UPX 打包之类的技巧的情况下可以得到的尽可能小，因此 Go 运行时的开销大约为 700 Kb。

Answer 3

请注意，issue 6853 在golang/go project 中跟踪二进制大小问题。

例如，commit a26c01a（适用于 Go 1.4）将 hello world 减少 70kB：

因为我们没有将这些名称写入符号表。

考虑到 1.5 的编译器、汇编器、链接器和运行时将是 完全在 Go 中，您可以期待进一步的优化。

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更新 2016 Go 1.7：已对此进行了优化：请参阅“Smaller Go 1.7 binaries”。

但是今天（2019 年 4 月），占据最多位置的是runtime.pclntab。
请参阅 Raphael ‘kena’ Poss 中的“Why are my Go executable files so large? Size visualization of Go executables using D3”。

它的文档记录不是很好，但是 Go 源代码中的这条评论表明了它的目的：

// A LineTable is a data structure mapping program counters to line numbers.

此数据结构的目的是使 Go 运行时系统能够在崩溃或通过 runtime.GetStack API 的内部请求时生成描述性堆栈跟踪。

所以看起来很有用。但是为什么这么大呢？

隐藏在前面链接的源文件中的 URL https://golang.org/s/go12symtab 重定向到解释 Go 1.0 和 1.2 之间发生了什么的文档。转述：

在 1.2 之前，Go 链接器发出一个压缩的行表，程序会在运行时初始化时解压缩它。

在 Go 1.2 中，决定将可执行文件中的行表预扩展为适合在运行时直接使用的最终格式，而无需额外的解压缩步骤。

换句话说，Go 团队决定增大可执行文件以节省初始化时间。

此外，查看数据结构，除了每个函数的大小之外，它在编译二进制文件中的总体大小似乎与程序中的函数数量呈超线性关系。