Question

在Haskell中，我创建了一个1000000 IntMaps的Vector。然后我使用Gloss以一种方式渲染图片，从该向量访问随机的intmaps 也就是说，我把每一个都留在了记忆中。渲染功能本身非常轻巧，因此性能应该很好然而，该计划以4fps的速度运行。在分析时，我注意到95％的时间花在了GC上。足够公平：
GC疯狂地扫描我的矢量，即使它永远不会改变。

有没有办法告诉GHC ＆＃34;这个大值是必需的，不会改变 - 不要试图在其中收集任何东西＆＃34; 。

编辑：下面的程序足以复制问题。

import qualified Data.IntMap as Map
import qualified Data.Vector as Vec
import Graphics.Gloss
import Graphics.Gloss.Interface.IO.Animate
import System.Random

main = do
    let size  = 10000000
    let gen i = Map.fromList $ zip [mod i 10..0] [0..mod i 10]
    let vec   = Vec.fromList $ map gen [0..size]
    let draw t = do 
            rnd <- randomIO :: IO Int
            let empty = Map.null $ vec Vec.! mod rnd size
            let rad   = if empty then 10 else 50
            return $ translate (20 * cos t) (20 * sin t) (circle rad)
    animateIO (InWindow "hi" (256,256) (1,1)) white draw

这会访问一个巨大的矢量上的随机地图并绘制一个旋转圆，其半径取决于地图是否为空尽管这个逻辑非常简单，但程序在这里仍然只能达到1 FPS。

Answer 1

光泽是这里的罪魁祸首。

首先，介绍一下GHC的垃圾收集器。 GHC使用（默认情况下）一代复制垃圾收集器。这意味着堆由几个称为代的内存区域组成。对象被分配到最年轻的一代。当一代变满时，会扫描实时对象并将活动对象复制到下一代中，然后将扫描的世代标记为空。当最老的一代变满时，活动对象将被复制到最老一代的新版本中。

一个重要的事实是，GC只会检查 live 对象。永远不会触及死亡物体。收集几乎是垃圾的世代时，这是很好的，这种情况经常发生在最年轻的一代。如果长期数据经历许多GC，那将是不好的，因为它将被重复复制。（对于那些习惯于malloc / free-style内存管理的人来说，这也是违反直觉的，其中分配和释放都非常昂贵，但是长时间分配对象没有直接成本。）

现在，＆＃34;世代假设＆＃34;是大多数物体要么是短寿命的，要么是长寿命的。长寿命的物体很快就会在最古老的一代中结束，因为它们在每个系列中都活着。与此同时，分配的大部分短命物体永远不会存在于最年轻的一代;只有那些在收集时才会活着的人才会被提升到下一代。同样，大多数获得晋升的短期物品都无法生存到第三代。因此，持有长寿命对象的最老一代应该填充得非常慢，而且必须复制所有长寿命对象的昂贵集合应该很少发生。

现在，除了一个问题外，所有这一切在您的程序中都是如此：

    let displayFun backendRef = do
            -- extract the current time from the state
            timeS           <- animateSR `getsIORef` AN.stateAnimateTime

            -- call the user action to get the animation frame
            picture         <- frameOp (double2Float timeS)

            renderS         <- readIORef renderSR
            portS           <- viewStateViewPort <$> readIORef viewSR

            windowSize      <- getWindowDimensions backendRef

            -- render the frame
            displayPicture
                    windowSize
                    backColor
                    renderS
                    (viewPortScale portS)
                    (applyViewPortToPicture portS picture)

            -- perform GC every frame to try and avoid long pauses
            performGC

gloss告诉GC每帧收集最老的一代！

如果这些集合预计花费的时间少于帧之间的延迟，这可能是一个好主意，但对于您的程序来说，这显然不是一个好主意。如果从gloss中删除performGC调用，则程序运行得非常快。据推测，如果你让它运行的时间足够长，那么最老的一代最终将会填满，因为GC会复制你所有长期存在的数据，你可能会延迟十分之几秒，但这样做会好得多而不是每帧支付这笔费用。

所有这一切，都有关于添加稳定代的票#9052，这也很适合您的需求。有关详细信息，请参阅此处。

Answer 2

我会尝试编译-with-rtsopts，然后使用堆（-H）和/或分配器（-A）选项。那些极大地影响了GC的工作方式。

此处有更多信息：https://downloads.haskell.org/~ghc/latest/docs/html/users_guide/runtime-control.html

Answer 3

要添加到Reid的答案，我发现performMinorGC（在https://ghc.haskell.org/trac/ghc/ticket/8257中添加）是这两个世界中最好的。

在没有任何明确的GC调度的情况下，当托儿所耗尽时，我仍然经常收集与收集相关的帧丢失。但是，performGC一旦存在任何重要的长期内存使用，确实会导致性能下降。

performMinorGC执行我们想要的操作，忽略长期记忆并可预测地清理每个帧中的垃圾 - 特别是如果您调整-H和-A以确保每帧垃圾适合托儿所。

如何在不耗尽垃圾收集器的情况下将非常大的元素保留在内存中？

3 个答案: