Как и почему происходит рост стека горутины в Go?

Стек горутины в Go растет динамически по мере необходимости. Это одно из ключевых отличий горутин от системных потоков, которые обычно имеют фиксированный и большой размер стека.

Механизм роста стека:

1. 
   

   Начальный размер: Каждая горутина создается с небольшим начальным стеком, обычно 2 КБ.

   
   
2. 
   

   Проверка перед вызовом: Перед каждым вызовом функции компилятор вставляет специальную проверку (stack split check). Эта проверка определяет, достаточно ли оставшегося места в стеке для выполнения вызываемой функции.

   
   

3. Рост при нехватке: Если места недостаточно, происходит следующее:

   • Go runtime выделяет новый, больший сегмент памяти (обычно в два раза больше текущего).
   • Содержимое старого стека копируется в новый.
   • Указатели стека обновляются, и горутина продолжает выполнение уже с новым, увеличенным стеком.

Случаи, провоцирующие рост стека:

• Глубокая рекурсия: Каждый рекурсивный вызов добавляет новый фрейм в стек.
• Длинная цепочка вызовов функций: A() -> B() -> C() -> ....
• Большие локальные переменные: Объявление в функции больших массивов или структур, которые размещаются на стеке.

Пример:

// Эта функция вызовет рост стека из-за глубокой рекурсии
// и выделения памяти на стеке в каждом вызове.
func recursiveGrowth(n int) {
    // Переменная, чтобы занять место на стеке
    var placeholder [128]byte 
    _ = placeholder // Используем, чтобы компилятор не удалил

    if n > 0 {
        recursiveGrowth(n - 1)
    }
}

func main() {
    // Запуск функции с большой глубиной рекурсии
    go recursiveGrowth(10000)
}

Такой подход позволяет эффективно создавать сотни тысяч и даже миллионы горутин, не расходуя память на большие, но неиспользуемые стеки.