Kā ir uzbūvēta kaudze Go valodā?

Golang, heap ir atmiņas apgabals, kur izvietoti dinamiski piešķirtie objekti. Šīs atmiņas pārvaldību automātiski veic atkritumu savācējs.

Galvenie aspekti:

• Dinamiska piešķiršana: Mazāka izmēra un īsa mūža objekti, kurus kompilators nevar pierādīt, ka to dzīves laiks ir ierobežots ar funkcijas vai steka robežām, vai kuri tiek piešķirti ar new vai adreses ņemšanu (&), parasti izvietojas kaudzē.
• Atkritumu savācējs (GC): Go izmanto paralēlu, trīskāršu, Mark-and-Sweep atkritumu savācēju. Tas darbojas vienlaikus ar programmas izpildi, samazinot pārtraukšanas laiku.
  • Mark (Atzīmēšana): GC apiet sasniedzamos objektus no saknes rādītājiem (lokālās mainīgās stekos, globālās mainīgās) un atzīmē tos kā "dzīvus".
  • Sweep (Tīrīšana): GC pārstaigā visu pieejamo kaudzi un atbrīvo atmiņu, kas aizņemta ar objektiem, kuri nav atzīmēti kā "dzīvi".
  • Paralēla: GC darbojas atsevišķās gorutīnās, samazinot galvenās programmas aizkaves.
• Escape analīze: Golang kompilators veic analīzi (escape analysis), lai noteiktu, uz kurieni norāda mainīgais vai vērtība — uz steku vai kaudzi. Ja mainīgais vai struktūras lauks var būt pieejams pēc pašreizējās gorutīnas atgriešanās, tas, visticamāk, tiks izvietots kaudzē. Pretējā gadījumā, tas var tikt izvietots uz steka.

  // Escape analīzes piemērs.
  // Šis objekts, visticamāk, tiks izvietots kaudzē,
  // jo tiek atgriezts rādītājs.
  func createPoint() *Point {
      p := Point{X: 1, Y: 2}
      return &p // Rādītājs "bēg" no funkcijas
  }
  
  // Šis objekts, visticamāk, tiks izvietots uz steka,
  // jo tas nav pieejams pēc funkcijas pabeigšanas.
  func processValue() {
      val := 10
      println(val)
  }
  
  type Point struct {
      X, Y int
  }
  

• Arenu sadalījums: Golang kaudze var tikt sadalīta vairākās arenās, kas palīdz atkritumu savācējam darboties efektīvāk, īpaši daudzprocesoru sistēmās.
• mmap izmantošana: Golang izmanto sistēmas izsaukumu mmap (Memory Map), lai piešķirtu lielus virtuālās atmiņas blokus kaudzē.
• Nepārtrauktība: Atšķirībā no dažām valodām, Go garantē fizisku objektu nepārtrauktību kaudzē. Atmiņa var būt fragmentēta.
• Rokas pārvaldības neesamība: Izstrādātājam nav jāpiešķir vai jāatbrīvo atmiņa kaudzē. GC to dara automātiski.

Steks un kaudze Golang veic dažādas funkcijas:

Atmiņas apgabals	Mērķis	Pārvaldība	Dzīves laiks
Steks	Lokālas mainīgās, funkciju parametri, atgrieztie adreses	Automātiska (ieejot/izejot no funkcijas)	Ierobežots ar funkcijas izpildes laiku
Kaudze	Dinamiski piešķirti objekti, kas "bēg" no steka, lielas struktūras	Atkritumu savācējs (GC)	Noteikts ar objekta sasniedzamību no saknēm