面试题：Go协程内存管理中栈的特点

Question

在Go语言的协程内存管理里，协程栈与传统线程栈相比有哪些不同特点？请简要阐述Go协程栈的动态增长和收缩机制。

Answer 1

协程栈与传统线程栈的不同特点

1. 栈大小：
   • 传统线程栈：通常有一个固定的栈大小，一般在数MB级别，比如2MB。这样的固定大小在某些场景下会造成内存浪费，比如很多线程实际所需栈空间远小于这个固定值；而在一些复杂递归场景下，又可能因栈空间不足导致栈溢出。
   • Go协程栈：初始栈大小非常小，一般在2KB左右。这使得可以轻松创建大量协程，极大地节省了内存资源。
2. 内存分配方式：
   • 传统线程栈：一般在创建线程时就分配好固定大小的栈内存，在整个线程生命周期内该内存大小基本不变。
   • Go协程栈：采用动态内存分配方式，其栈大小可以根据实际需求动态增长和收缩。

Go协程栈的动态增长和收缩机制

1. 动态增长机制： 当协程执行过程中，栈空间不足时（比如函数调用深度增加，局部变量增多等情况），Go运行时系统会检测到栈溢出的可能性。此时，运行时系统会为该协程分配一个更大的栈空间，通常是原栈大小的两倍。然后将原栈中的数据复制到新的栈空间中，协程继续执行。这种机制使得协程可以在需要时获得更多的栈空间，而不必一开始就分配大量内存。
2. 动态收缩机制： 当协程执行过程中，栈空间有大量空闲（比如函数返回，局部变量生命周期结束等情况），Go运行时系统会在合适的时机检测到这种情况，并对栈进行收缩。具体来说，运行时系统会将当前栈中的活动数据复制到一个较小的栈空间中，然后释放原来较大栈空间的内存。这样可以避免因协程栈长时间占用过多内存而造成的内存浪费。