线程栈(thread stacks)介绍
先回顾下linux的内存空间布局
ulimit -sulimit -s 10240
Segmentation fault
//testMaxStack.cpp
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("init ok\n");
char a[8192*1024]; // 8M空间
printf("run over\n");
}
//执行结果
[app@VM_114_13_centos c]$ ulimit -s
8192
[app@VM_114_13_centos c]$ g++ testMaxStack.cpp
[app@VM_114_13_centos c]$ ./a.out
Segmentation fault
解决方法有两个:
ulimit -s 10240
Go是如何应对这个问题的
Go使用的解决方案类似第二种方法。
goroutine 初始时只给栈分配很小的空间,然后随着使用过程中的需要自动地增长。这就是为什么Go可以开千千万万个goroutine而不会耗尽内存。
Go 1.4 开始使用的是连续栈,而这之前使用的分段栈。
分段栈(Segmented Stacks)
8K
morestack
morestack函数
morestack函数会分配一段新内存用作栈空间,接下来它会将有关栈的各种数据信息写入栈底的一个struct中(下图中Stack info),包括上一段栈的地址。然后重启goroutine,从导致栈空间用光的那个函数(下图中的Foobar)开始执行。这就是所谓的“栈分裂 (stack split)”。
+---------------+
| |
| unused |
| stack |
| space |
+---------------+
| Foobar |
| |
+---------------+
| |
| lessstack |
+---------------+
| Stack info |
| |-----+
+---------------+ |
|
|
+---------------+ |
| Foobar | |
| | <---+
+---------------+
| rest of stack |
| |
lessstack函数
lessstack
分段栈的问题
栈缩小是一个相对代价高昂的操作。如果在一个循环中调用的函数遇到栈分裂 (stack split),进入函数时会增加栈空间(morestack 函数),返回并释放栈段(lessstack 函数)。性能方面开销很大。
连续栈(continuous stacks)
go现在使用的是这套解决方案。
goroutine在栈上运行着,当用光栈空间,它遇到与旧方案中相同的栈溢出检查。但是与旧方案采用的保留一个返 回前一段栈的link不同,新方案创建一个两倍于原stack大小的新stack,并将旧栈拷贝到其中。
这意味着当栈实际使用的空间缩小为原先的 大小时,go运行时不用做任何事情。
栈缩小是一个无任何代价的操作(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)。
此外,当栈再次增长时,运行时也无需做任何事情,我们只需要重用之前分配的空闲空间即可。
如何捕获到函数的栈空间不足
Go语言和C不同,不是使用栈指针寄存器和栈基址寄存器确定函数的栈的。
stackbasestackguardg->stackguardstackguard
旧栈数据复制到新栈
旧栈数据复制到新栈的过程,要考虑指针失效问题。
Go实现了精确的垃圾回收,运行时知道每一块内存对应的对象的类型信息。在复制之后,会进行指针的调整。具体做法是,对当前栈帧之前的每一个栈帧,对其中的每一个指针,检测指针指向的地址,如果指向地址是落在旧栈范围内的,则将它加上一个偏移使它指向新栈的相应地址。这个偏移值等于新栈基地址减旧栈基地址。