goroutine 栈结构
goroutine 是一个 g 对象,g 对象的前三个字段描述了它的执行栈:
// stack 描述了 goroutine 的执行栈,栈的区间为 [lo, hi),在栈两边没有任何隐式数据结构
// 因此 Go 的执行栈由运行时管理,本质上分配在堆中,比 ulimit -s 大
type stack struct {
lo uintptr
hi uintptr
}
// gobuf 描述了 goroutine 的执行现场
type gobuf struct {
sp uintptr
pc uintptr
g guintptr
ctxt unsafe.Pointer
ret sys.Uintreg
lr uintptr
bp uintptr
}
type g struct {
// stack 描述了实际的栈内存:[stack.lo, stack.hi)
stack stack
// stackguard0 是对比 Go 栈增长的 prologue 的栈指针
// 如果 sp 寄存器比 stackguard0 小(由于栈往低地址方向增长),会触发栈拷贝和调度
// 通常情况下:stackguard0 = stack.lo + StackGuard,但被抢占时会变为 StackPreempt
stackguard0 uintptr
// stackguard1 是对比 C 栈增长的 prologue 的栈指针
// 当位于 g0 和 gsignal 栈上时,值为 stack.lo + StackGuard
// 在其他栈上值为 ~0 用于触发 morestackc (并 crash) 调用
stackguard1 uintptr
(…)
// sched 描述了执行现场
sched gobuf
(…)
}
<-- _StackPreempt
高地址
goroutine stack
+-------------------+ <-- _g_.stack.hi
| |
+-------------------+
| |
+-------------------+
| |
+-------------------+ <-- _g_.sched.sp
| |
+-------------------+
| |
+-------------------+
| |
+-------------------+
| |
+-------------------+
....
| |
+-------------------+ <-- _g_.stackguard0
| | | |
+-------------------+ | | _StackSmall
| | | |
+-------------------+ | ---
| | |
+-------------------+ | _StackGuard
| | |
+-------------------+ <-- _g_.stack.lo
低地址
执行栈初始化
执行栈可以在函数执行完毕后,专门被垃圾回收整个回收掉,从而将它们单独管理起来能够利于垃圾回收器的统一回收:
// 具有可用栈的 span 的全局池
// 每个栈均根据其大小会被分配一个 order = log2(size/FixedStack)
// 每个 order 都包含一个可用 mspan 链表
var stackpool [_NumStackOrders]struct {
item stackpoolItem
[cpu.CacheLinePadSize - unsafe.Sizeof(stackpoolItem{})%cpu.CacheLinePadSize]byte
}
//go:notinheap
type stackpoolItem struct {
mu mutex
span mSpanList
}
var stackLarge struct {
lock mutex
free [heapAddrBits - pageShift]mSpanList // 按 log_2(s.npages) 阶组成的多个链表
}stackpool/stackLarge
均为全局变量,他们均为 mspan
的双向链表,他们的初始化逻辑非常简单, 既将整个链表初始化为空链,不分配节点:
//go:notinheap
type mSpanList struct { // 不带头结点的 mspan 双向链表
first mspan
last mspan
}
func (list *mSpanList) init() {
list.first = nil
list.last = nil
}stackpool
和 stackLarge
的初始化仅仅就是讲这两个链表中不同阶的 mspan 链表进行初始化:
func stackinit() {
(…)
for i := range stackpool {
stackpool[i].item.span.init()
}
for i := range stackLarge.free {
stackLarge.free[i].init()
}
}
G 的创生
一个 goroutine 的创建通过 newproc
来完成,在调用这个函数之前,goroutine 还尚未存在, 只有一个入口地址及参数的大小,我们通过下面的例子来理解:
package main
func hello(msg string) {
println(msg)
}
func main() {
go hello(“hello world”) // 7-8 行
}
其编译后的形式为:
TEXT main.main(SB) main.go
main.go:7 0x104df70 65488b0c2530000000 MOVQ GS:0x30, CX
(…)
main.go:8 0x104df8d 488d055ed10100 LEAQ go.string.+1874(SB), AX
main.go:8 0x104df94 4889442410 MOVQ AX, 0x10(SP)
main.go:8 0x104df99 48c74424180b000000 MOVQ $0xb, 0x18(SP)
main.go:8 0x104dfa2 c7042410000000 MOVL $0x10, 0(SP)
main.go:8 0x104dfa9 488d05b80c0200 LEAQ go.func.+67(SB), AX
main.go:8 0x104dfb0 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP)
main.go:8 0x104dfb5 e876cefdff CALL runtime.newproc(SB)
(…)
具体的传参过程:
LEAQ go.string.+1874(SB), AX // 将 “hello world” 的地址给 AX
MOVQ AX, 0x10(SP) // 将 AX 的值放到 0x10
MOVL $0x10, 0(SP) // 将最后一个参数的位置存到栈顶 0x00
LEAQ go.func.+67(SB), AX // 将 go 语句调用的函数入口地址给 AX
MOVQ AX, 0x8(SP) // 将 AX 存入 0x08
CALL runtime.newproc(SB) // 调用 newproc
这个过程里我们基本上可以看到栈是这样排布的:
栈布局
| | 高地址
| |
+-----------------+
| &"hello world" |
0x10 +-----------------+ <-- fn + sys.PtrSize
| hello |
0x08 +-----------------+ <-- fn
| siz |
0x00 +-----------------+ <-- SP
| newproc PC |
+-----------------+ callerpc: 要运行的 goroutine 的 PC
| |
| | 低地址
func newproc(siz int32, fn *funcval) {
// 从 fn 的地址增加一个指针的长度,从而获取第一参数地址
argp := add(unsafe.Pointer(&fn), sys.PtrSize)
gp := getg()
// 获取调用方 PC/IP 寄存器值
pc := getcallerpc()
// 用 g0 系统栈创建 goroutine 对象
// 传递的参数包括 fn 函数入口地址, argp 参数起始地址, siz 参数长度, gp(g0),调用方 pc(goroutine)
systemstack(func() {
newproc1(fn, (uint8)(argp), siz, gp, pc)
})
}
当调用 newproc1
,会尝试获取一个已经分配好的 g,否则会直接进入创建:
func newproc1(fn funcval, argp uint8, narg int32, callergp g, callerpc uintptr) {
(…)
newg := gfget(p) // 根据 p 获得一个新的 g
// 初始化阶段,gfget 是不可能找到 g 的
// 也可能运行中本来就已经耗尽了
if newg == nil {
newg = malg(_StackMin) // 创建一个拥有 _StackMin 大小的栈的 g
casgstatus(newg, _Gidle, _Gdead) // 将新创建的 g 从 _Gidle 更新为 _Gdead 状态
allgadd(newg) // 将 Gdead 状态的 g 添加到 allg,这样 GC 不会扫描未初始化的栈
}
(…)
}
从而通过 malg
分配一个具有最小栈的 goroutine:
// 分配一个新的 g 结构, 包含一个 stacksize 字节的的栈
func malg(stacksize int32) *g {
newg := new(g)
if stacksize >= 0 {
// 将 stacksize 舍入为 2 的指数,目的是为了消除 _StackSystem 对栈的影响
// 在 Linux/Darwin 上( _StackSystem == 0 )本行不改变 stacksize 的大小
stacksize = round2(_StackSystem + stacksize)
systemstack(func() {<br /> newg.stack = stackalloc(uint32(stacksize))<br /> })<br /> newg.stackguard0 = newg.stack.lo + _StackGuard<br /> newg.stackguard1 = ^uintptr(0)<br /> }<br />return newg<br />}<br />`stackguard0` 不出所料的被设置为了 `stack.lo + _StackGuard`,而 `stackguard1` 则为 `~0`。 而执行栈本身是通过 `stackalloc` 来进行分配。
执行栈的分配
前面已经提到栈可能从两个不同的位置被分配:小栈和大栈。小栈指大小为 2K/4K/8K/16K 的栈,大栈则是更大的栈。 stackalloc
基本上也就是在权衡应该从哪里分配出一个执行栈,返回所在栈的低位和高位。 当然,高低位的确立很简单,因为我们已经知道了需要栈的大小,那么只需要知道分配好的栈的起始位置在哪儿就够了, 即指针 v
:
//go:systemstack
func stackalloc(n uint32) stack {
thisg := getg()
(…)
// 小栈由自由表分配器分配有固定大小。
// 如果我们需要更大尺寸的栈,我们将重新分配专用 span。
var v unsafe.Pointer
// 检查是否从缓存分配
if n < _FixedStack<<_NumStackOrders && n < _StackCacheSize {
(…) // 小栈分配
} else {
(…) // 大栈分配
}
(…)
return stack{uintptr(v), uintptr(v) + uintptr(n)}
}
小栈分配
对于大小较小的栈可以从 stackpool 或者 stackcache 中进行分配,这取决于 当产生栈分配时,goroutine 所在的 m 是否具有 mcache (m.mcache
)或者是否发生抢占(m.preemptoff
):
// 计算对应的 mSpanList
order := uint8(0)
n2 := n
for n2 > _FixedStack {
order++
n2 >>= 1
}
var x gclinkptr
c := thisg.m.mcache
// 决定是否从 stackpool 中分配
if c == nil || thisg.m.preemptoff != “” {
// c == nil 可能发生在 exitsyscall 或 procresize 时
lock(&stackpool[order].item.mu)
x = stackpoolalloc(order)
unlock(&stackpool[order].item.mu)
} else { // 从对应链表提取可复用的空间
x = c.stackcache[order].list
if x.ptr() == nil { // 提取失败,扩容再重试
stackcacherefill(c, order)
x = c.stackcache[order].list
}
c.stackcache[order].list = x.ptr().next
c.stackcache[order].size -= uintptr(n)
}
v = unsafe.Pointer(x) // 最终取得 stack
如果没多的缓存,则向内部填充更多的缓存:
//go:systemstack
func stackcacherefill(c *mcache, order uint8) {
(…)
// 从全局缓存中获取一些 stack
// 获取所允许的容量的一半来防止 thrashing
var list gclinkptr
var size uintptr
lock(&stackpool[order].item.mu)
for size < StackCacheSize/2 {
x := stackpoolalloc(order)
x.ptr().next = list
list = x
size += _FixedStack << order
}
unlock(&stackpool[order].item.mu)
c.stackcache[order].list = list
c.stackcache[order].size = size
}
最终落实到 stackpoolalloc
上:
// 从空闲池中分配一个栈,必须在持有 stackpool[order].item.mu 下调用
func stackpoolalloc(order uint8) gclinkptr {
list := &stackpool[order].item.span
s := list.first // 链表头
if s == nil {
// 缓存已空,从 mheap 上进行分配
s = mheap.allocManual(_StackCacheSize>>_PageShift, &memstats.stacks_inuse)
(…)
s.elemsize = _FixedStack << order
for i := uintptr(0); i < _StackCacheSize; i += s.elemsize {
x := gclinkptr(s.base() + i)
x.ptr().next = s.manualFreeList
s.manualFreeList = x
}
list.insert(s)
}
x := s.manualFreeList
(…)
s.manualFreeList = x.ptr().next
s.allocCount++
if s.manualFreeList.ptr() == nil {
// s 中所有的栈都被分配了
list.remove(s)
}
return x
}
大栈分配
大空间从 stackLarge
进行分配:
var s *mspan
npage := uintptr(n) >> _PageShift
log2npage := stacklog2(npage)
// 尝试从 stackLarge 缓存中获取堆栈。
lock(&stackLarge.lock)
if !stackLarge.free[log2npage].isEmpty() {
s = stackLarge.free[log2npage].first
stackLarge.free[log2npage].remove(s)
}
unlock(&stackLarge.lock)
if s == nil { // 如果无法从缓存中获取,则从堆中分配一个新的栈
s = mheap_.allocManual(npage, &memstats.stacks_inuse)
(…)
s.elemsize = uintptr(n)
}
v = unsafe.Pointer(s.base())
堆上分配
无论是小栈分配还是大栈的分配,在分配失败时都会从 mheap
上分配重新分配新的缓存,使用 allocManual
:
//go:systemstack
func (h mheap) allocManual(npage uintptr, stat uint64) *mspan {
lock(&h.lock)
s := h.allocSpanLocked(npage, stat)
if s != nil {
s.state = mSpanManual
s.manualFreeList = 0
s.allocCount = 0
s.spanclass = 0
s.nelems = 0
s.elemsize = 0
s.limit = s.base() + s.npages<<_PageShift
(…)
}
// This unlock acts as a release barrier. See mheap.alloc_m.
unlock(&h.lock)
return s
}
其中的 allocSpanLocked
:
func (h mheap) allocSpanLocked(npage uintptr, stat uint64) *mspan {
t := h.free.find(npage) // 第一次从 mheap 的缓存中寻找
if t.valid() {
goto HaveSpan
}
if !h.grow(npage) { // 第一次没找到,尝试对堆进行扩充
return nil
}
t = h.free.find(npage) // 第二次从 mheap 缓存中寻找
if t.valid() {
goto HaveSpan
}
throw(“grew heap, but no adequate free span found”)
HaveSpan:
s := t.span()
(…)
return s
}
执行栈的伸缩
早年的 Go 运行时使用分段栈的机制,即当一个 goroutine 的执行栈溢出时, 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。 因此现在 Go 运行时开始使用连续栈机制,当一个执行栈发生溢出时, 新建一个两倍于原栈大小的新栈,再将原栈整个拷贝到新栈上。 从而整个栈总是连续的。栈的拷贝并非想象中的那样简单,因为一个栈上可能保留指向被拷贝栈的指针, 从而当栈发生拷贝后,这个指针可能还指向原栈,从而造成错误。 此外,goroutine 上原本的 gobuf
也需要被更新,这也是使用连续栈的难点之一。
分段标记
分段标记是编译器的机制,涉及栈帧大小的计算。这个过程比较复杂,我们暂时假设编译器已经计算好了栈帧的大小, 这时,编译的预处理阶段,会为没有标记为 go:nosplit
的函数插入栈的分段检查:
// cmd/internal/obj/x86/obj6.go
func preprocess(ctxt obj.Link, cursym obj.LSym, newprog obj.ProgAlloc) {
(…)
p := cursym.Func.Text
autoffset := int32(p.To.Offset) // 栈帧大小
// 一些额外的栈帧大小计算
(…)
if !cursym.Func.Text.From.Sym.NoSplit() {
p = stacksplit(ctxt, cursym, p, newprog, autoffset, int32(textarg)) // 触发分段检查
}
(…)
}
与处理阶段将栈帧大小传入 stacksplit
,用于针对不同大小的栈进行不同的分段检查, 具体的代码相当繁琐,这里直接给出的是汇编的伪代码:
func stacksplit(ctxt obj.Link, cursym obj.LSym, p obj.Prog, newprog obj.ProgAlloc, framesize int32, textarg int32) obj.Prog {
(…)
var q1 *obj.Prog
if framesize <= objabi.StackSmall {
// 小栈: SP <= stackguard,直接比较 SP 和 stackguard
// CMPQ SP, stackguard
(…)
} else if framesize <= objabi.StackBig {
// 大栈: SP-framesize <= stackguard-StackSmall
// LEAQ -xxx(SP), AX
// CMPQ AX, stackguard
(…)
} else {
// 更大的栈需要防止 wraparound
// 如果 SP 接近于零:
// SP-stackguard+StackGuard <= framesize + (StackGuard-StackSmall)
// 两端的 +StackGuard 是为了保证左侧大于零。
// SP 允许位于 stackguard 下面一点点
//
// 抢占设置了 stackguard 为 StackPreempt,一个大到能够打破上面的数学计算的值,
// 因此必须显式的进行检查:
// MOVQ stackguard, CX
// CMPQ CX, $StackPreempt
// JEQ label-of-call-to-morestack
// LEAQ StackGuard(SP), AX
// SUBQ CX, AX
// CMPQ AX, $(framesize+(StackGuard-StackSmall))
(…)
}
(…)
// 函数的尾声
morestack := “runtime.morestack”
switch {
case cursym.CFunc():
morestack = “runtime.morestackc” // morestackc 会 panic,因为此时是系统栈上的 C 函数
case !cursym.Func.Text.From.Sym.NeedCtxt():
morestack = “runtime.morestack_noctxt”
}
call.To.Sym = ctxt.Lookup(morestack)
(…)
return jls
}
总而言之,没有被 go:nosplit
标记的函数的序言部分会插入分段检查,从而在发生栈溢出的情况下, 触发 runtime.morestack
调用,如果函数不需要 ctxt
,则会调用 runtime.morestack_noctxt
从而抛弃 ctxt
再调用 morestack
:
TEXT runtime·morestack_noctxt(SB),NOSPLIT,$0
MOVL $0, DX
JMP runtime·morestack(SB)
栈的扩张
用户栈的扩张发生在 morestack 处,该函数此前会检查该调用是否正确的在用户栈上调用(因此 g0 栈和信号栈 不能发生此调用)。而后将 morebuf
设置为 f 的调用方,并将 G 的执行栈设置为 f 的 ctxt, 从而在 g0 上调用 newstack
。
TEXT runtime·morestack(SB),NOSPLIT,$0-0
// 无法增长调度器的栈(m->g0)
get_tls(CX)
MOVQ g(CX), BX
MOVQ g_m(BX), BX
MOVQ m_g0(BX), SI
CMPQ g(CX), SI
JNE 3(PC)
CALL runtime·badmorestackg0(SB)
CALL runtime·abort(SB)
// 无法增长信号栈 (m->gsignal)<br /> MOVQ m_gsignal(BX), SI<br /> CMPQ g(CX), SI<br /> JNE 3(PC)<br /> CALL runtime·badmorestackgsignal(SB)<br /> CALL runtime·abort(SB)
// 从 f 调用<br /> // 将 m->morebuf 设置为 f 的调用方<br /> MOVQ 8(SP), AX // f 的调用方 PC<br /> MOVQ AX, (m_morebuf+gobuf_pc)(BX)<br /> LEAQ 16(SP), AX // f 的调用方 SP<br /> MOVQ AX, (m_morebuf+gobuf_sp)(BX)<br /> get_tls(CX)<br /> MOVQ g(CX), SI<br /> MOVQ SI, (m_morebuf+gobuf_g)(BX)
// 将 g->sched 设置为 f 的 context<br /> MOVQ 0(SP), AX // f 的 PC<br /> MOVQ AX, (g_sched+gobuf_pc)(SI)<br /> MOVQ SI, (g_sched+gobuf_g)(SI)<br /> LEAQ 8(SP), AX // f 的 SP<br /> MOVQ AX, (g_sched+gobuf_sp)(SI)<br /> MOVQ BP, (g_sched+gobuf_bp)(SI)<br /> MOVQ DX, (g_sched+gobuf_ctxt)(SI)
// 在 m->g0 栈上调用 newstack.<br /> MOVQ m_g0(BX), BX<br /> MOVQ BX, g(CX)<br /> MOVQ (g_sched+gobuf_sp)(BX), SP<br /> CALL runtime·newstack(SB)<br /> CALL runtime·abort(SB) // 如果 newstack 返回则崩溃<br /> RET<br />`newstack` 在前半部分承担了对 goroutine 进行抢占的任务(见 [6.7 协作与抢占](https://github.com/changkun/go-under-the-hood/blob/master/book/zh-cn/part2runtime/ch06sched/preemption.md)), 而在后半部分则是真正的栈扩张。<br />//go:nowritebarrierrec<br />func newstack() {<br />thisg := getg()
(…)
gp := thisg.m.curg
(…)
morebuf := thisg.m.morebuf
thisg.m.morebuf.pc = 0
thisg.m.morebuf.lr = 0
thisg.m.morebuf.sp = 0
thisg.m.morebuf.g = 0
(…)
sp := gp.sched.sp
if sys.ArchFamily == sys.AMD64 || sys.ArchFamily == sys.I386 || sys.ArchFamily == sys.WASM {
// 到 morestack 的调用会消耗一个字
sp -= sys.PtrSize
}
(…)
// 分配一个更大的段,并对栈进行移动
oldsize := gp.stack.hi - gp.stack.lo
newsize := oldsize * 2 // 两倍于原来的大小
// 需要的栈太大,直接溢出
if newsize > maxstacksize {
print(“runtime: goroutine stack exceeds “, maxstacksize, “-byte limit\n”)
throw(“stack overflow”)
}
// goroutine 必须是正在执行过程中才来调用 newstack
// 所以这个状态一定是 Grunning 或 Gscanrunning
casgstatus(gp, _Grunning, _Gcopystack)
// 因为 gp 处于 Gcopystack 状态,当我们对栈进行复制时并发 GC 不会扫描此栈
copystack(gp, newsize, true)
(…)
casgstatus(gp, _Gcopystack, _Grunning)
gogo(&gp.sched) // 继续执行
}
栈的拷贝
前面我们已经提到了,栈拷贝的其中一个难点就是 Go 中栈上的变量会包含自己的地址, 当我们拷贝了一个指向原栈的指针时,拷贝后的指针会变为无效指针。 不难发现,只有栈上分配的指针才能指向栈上的地址,否则这个指针指向的对象会重新在堆中进行分配(逃逸)。
func copystack(gp *g, newsize uintptr, sync bool) {
(…)
old := gp.stack
(…)
used := old.hi - gp.sched.sp
// 分配新的栈
new := stackalloc(uint32(newsize))
if stackPoisonCopy != 0 {
fillstack(new, 0xfd)
}
(…)
// 计算调整的幅度
var adjinfo adjustinfo
adjinfo.old = old
adjinfo.delta = new.hi - old.hi
// 调整 sudogs, 必要时与 channel 操作同步
ncopy := used
if sync {
adjustsudogs(gp, &adjinfo)
} else {
// sudogs can point in to the stack. During concurrent
// shrinking, these areas may be written to. Find the
// highest such pointer so we can handle everything
// there and below carefully. (This shouldn’t be far
// from the bottom of the stack, so there’s little
// cost in handling everything below it carefully.)
adjinfo.sghi = findsghi(gp, old)
// Synchronize with channel ops and copy the part of<br /> // the stack they may interact with.<br /> ncopy -= syncadjustsudogs(gp, used, &adjinfo)<br /> }
// 将原来的栈的内容复制到新的位置
memmove(unsafe.Pointer(new.hi-ncopy), unsafe.Pointer(old.hi-ncopy), ncopy)
// Adjust remaining structures that have pointers into stacks.
// We have to do most of these before we traceback the new
// stack because gentraceback uses them.
adjustctxt(gp, &adjinfo)
adjustdefers(gp, &adjinfo)
adjustpanics(gp, &adjinfo)
if adjinfo.sghi != 0 {
adjinfo.sghi += adjinfo.delta
}
// 为新栈置换出旧栈
gp.stack = new
gp.stackguard0 = new.lo + _StackGuard // 注意: 可能覆盖(clobber)一个抢占请求
gp.sched.sp = new.hi - used
gp.stktopsp += adjinfo.delta
// 在新栈重调整指针
gentraceback(^uintptr(0), ^uintptr(0), 0, gp, 0, nil, 0x7fffffff, adjustframe, noescape(unsafe.Pointer(&adjinfo)), 0)
// 释放旧栈
if stackPoisonCopy != 0 {
fillstack(old, 0xfc)
}
stackfree(old)
}
func fillstack(stk stack, b byte) {
for p := stk.lo; p < stk.hi; p++ {
(byte)(unsafe.Pointer(p)) = b
}
}
func findsghi(gp g, stk stack) uintptr {
var sghi uintptr
for sg := gp.waiting; sg != nil; sg = sg.waitlink {
p := uintptr(sg.elem) + uintptr(sg.c.elemsize)
if stk.lo <= p && p < stk.hi && p > sghi {
sghi = p
}
}
return sghi
}
func syncadjustsudogs(gp g, used uintptr, adjinfo *adjustinfo) uintptr {
if gp.waiting == nil {
return 0
}
// Lock channels to prevent concurrent send/receive.
// It’s important that we only do this for async
// copystack; otherwise, gp may be in the middle of
// putting itself on wait queues and this would
// self-deadlock.
var lastc *hchan
for sg := gp.waiting; sg != nil; sg = sg.waitlink {
if sg.c != lastc {
lock(&sg.c.lock)
}
lastc = sg.c
}
// Adjust sudogs.
adjustsudogs(gp, adjinfo)
// Copy the part of the stack the sudogs point in to
// while holding the lock to prevent races on
// send/receive slots.
var sgsize uintptr
if adjinfo.sghi != 0 {
oldBot := adjinfo.old.hi - used
newBot := oldBot + adjinfo.delta
sgsize = adjinfo.sghi - oldBot
memmove(unsafe.Pointer(newBot), unsafe.Pointer(oldBot), sgsize)
}
// Unlock channels.
lastc = nil
for sg := gp.waiting; sg != nil; sg = sg.waitlink {
if sg.c != lastc {
unlock(&sg.c.lock)
}
lastc = sg.c
}
栈的收缩
栈的收缩发生在 GC 时对栈进行扫描的阶段:
//go:nowritebarrier
//go:systemstack
func scanstack(gp g, gcw gcWork) {
(…)
// _Grunnable, _Gsyscall, _Gwaiting 才会发生
// 如果栈使用不多,则进行栈收缩
shrinkstack(gp)
(…)
}
func shrinkstack(gp *g) {
(…)
oldsize := gp.stack.hi - gp.stack.lo
newsize := oldsize / 2
// 当收缩后的大小小于最小的栈的大小时,不再进行搜索
if newsize < _FixedStack {
return
}
// 计算当前正在使用的栈数量,如果 gp 使用的当前栈少于四分之一,则对栈进行收缩。
// 当前使用的栈包括到 SP 的所有内容以及栈保护空间,以确保有 nosplit 功能的空间。
avail := gp.stack.hi - gp.stack.lo
if used := gp.stack.hi - gp.sched.sp + _StackLimit; used >= avail/4 {
return
}
// 在系统调用期间无法对栈进行拷贝
// 因为系统调用可能包含指向栈的指针
if gp.syscallsp != 0 {
return
}
if sys.GoosWindows != 0 && gp.m != nil && gp.m.libcallsp != 0 {
return
}
(…)
// 将旧栈拷贝到新收缩后的栈上
copystack(gp, newsize, false)
}
可以看到,如果一个栈仅被使用了四分之一,则会出发栈的收缩,收缩后的大小是原来栈大小的一半。