Go的栈空间管理

栈空间管理的基本逻辑

go语言通过goroutine提供了并发编程支持，goroutine是 go 运行库的功能，而不是操作系统线程实现的，goroutine可以被理解成一个用户态的线程。

既然goroutine是由go运行库管理的，那么go运行库也需要为每个goroutine创建并管理相应的栈空间，为每个goroutine分配的栈空间不能太大，goroutine开多时会浪费大量空间，也不能太小，会导致栈溢出。go语言选择栈的栈空间管理的方式是，一开始给一个比较小的空间，随着需要自动增长。当goroutine不需要那么大的空间时，栈空间也要自动缩小。

分段栈 Segment Stacks

在go 1.3之前，go使用分段栈。

分段栈实现了一种不连续但是可以持续增长的栈，开始时，栈只有一个段，当需要更多的栈空间时，会分配一个新的段，和上一个栈双向链接。这样，一个栈就是由多个双向链接的段所组成的。当新分配的段使用完毕后，新段会被释放掉。

分段栈实现了栈的按需收缩，在增加新分段时也不需要对原有分段中的数据进行拷贝，使得goroutine的使用代价非常低廉。

分段栈的好处是可以按需增长，空间利用率比较高，然而分段栈在某些情况下也存在一定的瑕疵。当一个段即将用尽，这时使用for循环执行一个比较耗空间的函数，会导致函数执行时goroutine进行段的分配，而执行完成返回时，进行段的销毁，这样就会导致在循环中出现多次栈的扩容和收缩，造成很大的性能损失，这种情况被称作栈分裂（Stack Split）。

连续栈 Contiguous Stacks

go 1.3推出了连续栈，连续栈使用了另外一种策略，不再把栈分成一段一段的，当栈空间不够时，直接new一个2倍大的栈空间，并将原先栈空间中的数据拷贝到新的栈空间中，而后销毁旧栈。这样当出现栈空间触及边界时，不会产生栈分裂的情况。

继续假设当前栈空间即将用尽，并且需要在for循环中执行一个比较消耗空间的函数。当该函数执行时，栈空间发生了扩容，变成原先2倍大小，函数执行完成一次后，栈空间的使用量缩小回执行前的大小，但是栈空间的使用量并没有小于栈大小的1/4，不会触发栈收缩，所以在整个for循环执行过程中，不会反复触发栈空间的收缩扩容。

总结

相比于分段栈，连续栈避免了某些场景下栈空间的的频繁伸缩。有一点需要注意的是，连续栈的收缩也是需要重新申请一段空间（原先的1/2大小），并进行栈拷贝操作的。

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