GHC 是否支持 GC-less 编程？

Question

使用 -S 选项和一个简单的程序：

main = do
   print "Hello"
   main

我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
[...]

但在删除 print 之后显然没有。是否有可用于编写无 GC 程序的核心库的无分配子集？

编辑：最近还有一项关于线性类型的工作似乎有可能启用此类功能。

Answer 1

您偶尔可以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，应该运行无需分配太多或执行任何值得一提的 GC。

但是，这通常仅限于可以编译成具有 "unboxed" 数据类型（在这种情况下，未装箱的 Int# 值）而没有代数数据结构（在这种情况下，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 Vectors）也可以在没有分配的情况下进行操作，如果你非常小心，你可能能够编写在不分配的情况下对此类结构进行操作的算法很多。

例如下面的程序：

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，然后运行通过它 999 次反转所有元素。

使用 GHC 版本 8.4.3 和 -O2 编译，它在开始时分配了大约 8 个演出，但在运行列表反转时不进行任何额外分配。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。

不过，作为一般规则，分配实际上是 GHC Haskell 代码编译方式的基本组成部分运行，因此没有合理的库子集或编程技术可以保证 GC-free 编程。

GHC 是否支持 GC-less 编程？

Does GHC support GC-less programming?

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