golang栈空间管理

线程栈

不同架构下, 默认线程栈的大小不同。在x86_64架构下, 默认栈大小为2MB

逃逸分析

// 悬挂指针示例
int *dangling_pointer() {
    int i = 2;
    return &i;
}

当 dangling_pointer 函数返回后，它的本地变量会被编译器回收，调用方获取的是危险的悬挂指针，我们不确定当前指针指向的值是否合法时，这种问题在大型项目中是比较难以发现和定位的。

Go 语言的逃逸分析遵循以下两个不变性：

1. 指向栈对象的指针不能存在于堆中 (一旦函数返回后函数栈会被回收，该指针指向的值就不再合法)
2. 指向栈对象的指针不能在栈对象回收后存活(栈底部有一个指针指向了栈顶, 那么当栈顶的函数释放后, 栈底的指针不再合法)

栈内存空间

Goroutine 的栈内存空间和栈结构也在早期几个版本中发生过一些变化：

1. v1.0 ~ v1.1 — 最小栈内存空间为 4KB
2. v1.2 — 将最小栈内存提升到了 8KB(其目的是为了减轻分段栈中的栈分裂对程序的性能影响)
3. v1.3 — 使用连续栈替换之前版本的分段栈
4. v1.4 — 将最小栈内存降低到了 2KB

分段栈

当 Goroutine 调用的函数层级或者局部变量需要的越来越多时，运行时会调用 runtime.morestack:go1.2 和 runtime.newstack:go1.2 创建一个新的栈空间，这些栈空间虽然不连续，但是当前 Goroutine 的多个栈空间会以链表的形式串联起来，运行时会通过指针找到连续的栈片段

分段栈机制虽然能够按需为当前 Goroutine 分配内存并且及时减少内存的占用，但是它也存在两个比较大的问题：

1. 如果当前 Goroutine 的栈几乎充满，那么任意的函数调用都会触发栈扩容，当函数返回后又会触发栈的收缩，如果在一个循环中调用函数，栈的分配和释放就会造成巨大的额外开销，这被称为热分裂问题（Hot split）；
2. 一旦 Goroutine 使用的内存越过了分段栈的扩缩容阈值，运行时会触发栈的扩容和缩容，带来额外的工作量；

连续栈

分段栈的扩张操作是在另一个栈上进行的，这两个栈彼此没有连续。这种设计的缺陷很容易破坏缓存的局部性原理，从而降低程序的运行时性能

使用连续栈而不是分段栈的目的是，利用局部性优势提升执行速度，原理是CPU读取地址时会将相邻的内存读取到访问速度比内存快的多级cache中，地址连续性越好，L1、L2、L3 cache命中率越高，速度也就越快

栈的收缩是垃圾回收的过程中实现的．当检测到栈只使用了不到1/4时，栈缩小为原来的1/2

文章列表

1. Go语言是如何处理栈的
2. 深入研究goroutine栈
3. 函数——go世界中的一等公民
4. 深入理解golang 的栈

https://kirk91.github.io/posts/2d571d09/

https://www.luozhiyun.com/archives/513

https://draveness.me/golang/docs/part3-runtime/ch07-memory/golang-stack-management/

https://www.bookstack.cn/read/GoExpertProgramming/chapter04-4.3-escape_analysis.md

1. 深入解析go-连续栈