haskell - GHC 支持无 GC 编程吗？

Question

使用-S选项和一个简单的程序:

main = do
   print "Hello"
   main

我可以看到它产生了一些垃圾:

[...]
  1024232      4904     45992  0.000  0.000    0.428    0.530    0    0  (Gen:  1)
        0                      0.000  0.000

   1,242,080,056 bytes allocated in the heap
         271,656 bytes copied during GC
[...] 

但是在删除print之后，它显然没有。是否有核心库的无分配子集可用于编写无 GC 程序？

编辑:最近还有关于线性类型的工作，似乎有潜力实现此类功能。

Answer 1

您偶尔会生成执行很少甚至不执行垃圾收集的小程序。例如下面的程序:

main = print $ sum [(1::Int)..1000000000]

如果使用 -O2 编译，应该可以在不分配太多或执行任何值得一提的 GC 的情况下运行。

但是，这通常仅限于可以编译为具有“未装箱”数据类型(在本例中为未装箱 Int# 值)而无需代数数据结构(在本例中为该列表已融合不存在)。有一组有限的更复杂的数据结构(例如，未装箱的向量)也可以在不分配的情况下进行操作，如果您非常小心，您可能能够编写对此类进行操作的算法结构无需分配太多。

例如以下程序:

import Control.Monad
import qualified Data.Vector.Unboxed.Mutable as V

main :: IO ()
main = do
  v <- V.new 1000000
  forM_ [0..999999] $ \i -> do
    V.write v i i
  replicateM_ 999 $
    forM_ [0..499999] $ \i -> do
      V.swap v i (999999 - i)
  print =<< V.read v 123

分配一个百万整数数组，然后遍历它 999 次，反转所有元素。

使用 GHC 版本 8.4.3 和 -O2 编译，它在开始时分配大约 8 个 gig，但在运行列表反转时不会进行任何额外的分配。我的猜测是，您可以实现一些有用的东西，例如就地快速排序，使用类似的技术而不进行任何分配，从而跳过任何 GC。

但是，作为一般规则，分配是 GHC 编译的 Haskell 代码实际运行方式的基本部分，因此没有合理的库子集或编程技术可以保证无 GC 编程。