Что такое стек вызовов и каковы его особенности в Go?

Стек вызовов (Call Stack) — это структура данных типа стек (LIFO), которую программа использует для отслеживания вызовов функций.

Когда функция вызывается, в стек помещается стековый кадр (stack frame), который содержит:

• Аргументы функции.
• Локальные переменные.
• Адрес возврата — место в коде, куда нужно вернуться после завершения функции.

Когда функция завершает свою работу, её стековый кадр удаляется (снимается) со стека, и управление передается по адресу возврата.

Пример работы стека вызовов

func main() { // 1. main() помещается в стек
    a()
}

func a() { // 2. a() помещается в стек поверх main()
    b()
}

func b() { // 3. b() помещается в стек поверх a()
    println("Hello from b")
} // 4. b() завершается, её кадр удаляется. Управление возвращается в a().
  // 5. a() завершается, её кадр удаляется. Управление возвращается в main().
  // 6. main() завершается, её кадр удаляется. Программа завершается.

Если происходит бесконечная рекурсия, стек переполняется, что приводит к ошибке stack overflow.

Особенности стека вызовов в Go

В Go стек вызовов имеет ключевые отличия от многих других языков:

1. 
   

   Собственный стек у каждой горутины: Каждая горутина, а не поток ОС, имеет свой собственный, независимый стек вызовов. Это позволяет запускать сотни тысяч горутин одновременно.

   
   

2. Динамически расширяемый стек: Стеки в Go начинаются с небольшого размера (например, 2 КБ) и могут динамически расти и сжиматься по мере необходимости. Это решает две проблемы:

   • Экономит память, так как не нужно заранее выделять большой стек "про запас".
   • Снижает риск stack overflow по сравнению с языками с фиксированным размером стека.
3. 
   

   Связь с panic: Когда в Go происходит panic, рантайм останавливает выполнение текущей горутины и распечатывает её стек-трейс (stack trace) — это и есть дамп содержимого стека вызовов на момент паники. Это помогает разработчикам понять, какая последовательность вызовов привела к ошибке.