为什么 performGC 无法释放所有内存？

Question

给定程序：

import Language.Haskell.Exts.Annotated -- from haskell-src-exts
import System.Mem
import System.IO
import Control.Exception

main :: IO ()
main = do
  evaluate $ length $ show $ fromParseResult $ parseFileContents $ "data C = C {a :: F {- " ++ replicate 400000 'd' ++ " -}     }"
  performGC
  performGC
  performGC

使用 GHC 7.0.3，当我运行时：

$ ghc --make Temp.hs -rtsopts && Temp.exe +RTS -G1 -S
    Alloc    Copied     Live    GC    GC     TOT     TOT  Page Flts
    bytes     bytes     bytes  user  elap    user    elap
 ...
 29463264        64   8380480  0.00  0.00    0.64    0.85    0    0  (Gen:  0)
       20        56   8380472  0.00  0.00    0.64    0.86    0    0  (Gen:  0)
        0        56   8380472  0.00  0.00    0.64    0.87    0    0  (Gen:  0)
    42256       780     33452  0.00  0.00    0.64    0.88    0    0  (Gen:  0)
        0                      0.00  0.00

performGC 调用似乎保留了 8Mb 的内存，即使看起来所有内存都应该死掉。怎么会？

（没有-G1我看到最后是10Mb，我也无法解释。）

Answer 1

这是我看到的（在最后一个performGC 之前插入print 之后，以帮助标记发生的事情。

   524288    524296  32381000  0.00  0.00    1.15    1.95    0    0  (Gen:  0)
   524288    524296  31856824  0.00  0.00    1.16    1.96    0    0  (Gen:  0)
   368248       808   1032992  0.00  0.02    1.16    1.99    0    0  (Gen:  1)
        0       808   1032992  0.00  0.00    1.16    1.99    0    0  (Gen:  1)
"performed!"
    39464      2200   1058952  0.00  0.00    1.16    1.99    0    0  (Gen:  1)
    22264      1560   1075992  0.00  0.00    1.16    2.00    0    0  (Gen:  0)
        0                      0.00  0.00

所以在 GC 之后堆上仍然有 1M（没有 -G1）。使用 -G1 我看到了：

 34340656  20520040  20524800  0.10  0.12    0.76    0.85    0    0  (Gen:  0)
 41697072  24917800  24922560  0.12  0.14    0.91    1.01    0    0  (Gen:  0)
 70790776       800   2081568  0.00  0.02    1.04    1.20    0    0  (Gen:  0)
        0       800   2081568  0.00  0.00    1.04    1.20    0    0  (Gen:  0)
"performed!"
    39464      2184   1058952  0.00  0.00    1.05    1.21    0    0  (Gen:  0)
    22264      2856     43784  0.00  0.00    1.05    1.21    0    0  (Gen:  0)
        0                      0.00  0.00

大约 2M。这是在 x86_64/Linux 上。

让我们考虑一下the STG machine storage model，看看堆上是否还有其他东西。

可能在这 1M 空间中的东西：

• 用于 []、字符串常量、小型 Int 和 Char 池等内容的 CAF，以及库中的内容 stdin MVar？
• Thread State Objects (TSO) 用于 main 线程。
• 任何分配的信号处理程序。
• IO 管理器 Haskell 代码。
• 火花池中的火花

根据经验，这个略小于 1M 的数字似乎是 GHC 二进制文件的默认“足迹”。这也是我在其他程序中看到的情况（例如枪战程序最小的占用空间永远不会小于 900K）。

也许分析器可以说些什么。这是-hT 配置文件（不需要分析库），在我在末尾插入一个最小的繁忙循环以串出尾部之后：

 $ ./A +RTS -K10M -S -hT -i0.001    

此图中的结果：

---

---

胜利！看看那个约 1M 的线程堆栈对象坐在那里！

我不知道如何使 TSO 更小。

---

生成上图的代码：

import Language.Haskell.Exts.Annotated -- from haskell-src-exts
import System.Mem
import System.IO
import Data.Int
import Control.Exception

main :: IO ()
main = do
  evaluate $ length $ show $ fromParseResult 
           $ parseFileContents 
           $ "data C = C {a :: F {- " ++ replicate 400000 'd' ++ " -}     }"
  performGC
  performGC
  print "performed!"
  performGC

  -- busy loop so we can sample what's left on the heap.
  let go :: Int32 -> IO ()
      go  0 = return ()
      go  n = go $! n-1
  go (maxBound :: Int32)

Answer 2

使用-O -ddump-simpl编译代码，我在简化器输出中看到以下全局定义：

lvl2_r12F :: [GHC.Types.Char]
[GblId]
lvl2_r12F =
  GHC.Base.unpackAppendCString# "data C = C {a :: F {- " lvl1_r12D

解析器函数的输入已成为全局字符串常量。全局变量在 GHC 中永远不会被垃圾收集，所以这可能是垃圾收集后占用 8MB 内存的原因。