Kaip yra sukonstruotas Go kalbos krūva?

Golango kalboje, heap yra atminties sritis, kurioje yra išdėstyti dinamiškai paskirti objektai. Šios atminties valdymas yra automatinis naudojant šiukšlių surinkėją:

Pagrindiniai aspektai:

• Dinaminis paskirstymas: Mažo dydžio ir trumpalaikiai objektai, kurių gyvavimo laikas negali būti įrodytas kaip apribotas funkcijos ar steko ribų, arba kurie paskiriami naudojant new arba adresą (&), paprastai yra išdėstyti heap'e.
• Šiukšlių surinkėjas (GC): Go naudoja paralelinį, trijų spalvų, Mark-and-Sweep šiukšlių surinkėją. Jis veikia kartu su programos vykdymu, minimalizuodamas pauzes.
  • Mark (Žymėjimas): GC pereina prieinamus objektus iš šakninių rodyklių (vietinių kintamųjų steke, globalių kintamųjų) ir juos pažymi kaip "gyvus".
  • Sweep (Valymas): GC pereina visą prieinamą heap ir atlaisvina atmintį, užimtą objektais, kurie nebuvo pažymėti kaip "gyvi".
  • Paralelinis: GC veikia atskirose gorutinuose, sumažindamas vėlavimus pagrindinėje programoje.
• Escape Analysis: Golango kompiliatorius atlieka analizę (escape analysis), kad nustatytų, kur nurodo kintamasis ar reikšmė — į steką ar į heap'ą. Jei kintamasis ar struktūrinis laukas gali būti pasiekiamas po dabartinės gorutinos grįžimo, jis tikriausiai bus paskirtas heap'e. Kitaip, steke.

  // Escape analysis pavyzdys:
  // Šis objektas tikriausiai bus paskirtas heap'e,
  // nes grąžinamas rodyklė:
  func createPoint() *Point {
      p := Point{X: 1, Y: 2}
      return &p // Rodyklė "bėga" iš funkcijos
  }
  
  // Šis objektas tikriausiai bus paskirtas steke,
  // nes jis nėra pasiekiamas po funkcijos pabaigos:
  func processValue() {
      val := 10
      println(val)
  }
  
  type Point struct {
      X, Y int
  }
  

• Arenų skaidymas: Golango heap gali būti padalintas į kelias arenas, tai padeda šiukšlių surinkėjui veikti efektyviau, ypač daugiašaliuose sistemose.
• Naudojant mmap: Golang naudoja sisteminį iškvietimą mmap (Memory Map) dideliems virtualios atminties blokams paskirstyti heap'ui.
• Nuoseklumas: Skirtingai nuo kai kurių kalbų, Go garantuoja fizinį objektų nuoseklumą heap'e. Atmintis gali būti fragmentuota.
• Rankinis atminties valdymo nebuvimas: Programuotojas neturi aiškiai paskirti ar atlaisvinti atmintį heap'e. GC tai daro automatiškai.

Stekas ir heap Golangoje atlieka skirtingas funkcijas:

Atminties sritis	Paskirtis	Valdymas	Gyvenimo trukmė
Stekas	Vietinės kintamosios, funkcijų parametrai, grąžinimo adresai	Automatinis (įėjimo/išeigos metu)	Apribotas funkcijos vykdymo laiku
Heap	Dinamiškai paskirti objektai, kurie "bėga" iš steko, didelės struktūros	Šiukšlių surinkėjas (GC)	Nustatoma pasiekiamumo iš šaknų