Объем памяти типов данных Haskell

Как я могу найти фактический объем памяти, необходимый для хранения значения некоторого типа данных в Haskell (в основном с GHC)? Можно ли оценить его во время выполнения (например, в GHCi) или можно оценить потребности в памяти для составного типа данных по его компонентам?

В общем, если требования к памяти типов aи bизвестны, каковы накладные расходы памяти для алгебраических типов данных, таких как:

data Uno = Uno a
data Due = Due a b

Например, сколько байтов в памяти занимают эти значения?

1 :: Int8
1 :: Integer
2^100 :: Integer
\x -> x + 1
(1 :: Int8, 2 :: Int8)
[1] :: [Int8]
Just (1 :: Int8)
Nothing

Я понимаю, что фактическое выделение памяти больше из-за отложенной сборки мусора. Он может значительно отличаться из-за ленивого вычисления (а размер преобразователя не связан с размером значения). Вопрос в том, учитывая тип данных, сколько памяти занимает его значение при полной оценке?

Я обнаружил, что :set +sв GHCi есть опция для просмотра статистики памяти, но неясно, как оценить объем памяти для одного значения.

haskell memory-management ghc algebraic-data-types sastanin
источник

(Следующее относится к GHC, другие компиляторы могут использовать другие соглашения о хранении)

Практическое правило: конструктор стоит одно слово для заголовка и по одному слову для каждого поля . Исключение: конструктор без полей (например, Nothingили True) не занимает места, потому что GHC создает один экземпляр этих конструкторов и разделяет его среди всех пользователей.

Слово составляет 4 байта на 32-битной машине и 8 байтов на 64-битной машине.

Так например

data Uno = Uno a
data Due = Due a b

an Unoзанимает 2 слова, а a - Due3.

IntТип определяется как

data Int = I# Int#

теперь Int#берет одно слово, Intитого занимает 2. Большинство Unboxed типов принимают одно слово, исключениями являются Int64#, Word64#и Double#(на 32-битной машине) , которые принимают 2. GHC на самом деле имеет кэш малых значений типа Intи Char, поэтому во многих случаях они не принимают кучу места на всех. A Stringтребует места только для ячеек списка, если вы не используете Chars> 255.

Представление Int8у An идентично Int. Integerопределяется так:

data Integer
  = S# Int#                            -- small integers
  | J# Int# ByteArray#                 -- large integers

поэтому small Integer( S#) занимает 2 слова, а большое целое число занимает разное количество места в зависимости от его значения. A ByteArray#занимает 2 слова (заголовок + размер) плюс место для самого массива.

Обратите внимание, что конструктор, определенный с помощью, newtypeявляется бесплатным . newtypeэто чисто идея времени компиляции, она не занимает места и не требует инструкций во время выполнения.

Подробнее см . Макет объектов кучи в комментарии GHC .

Саймон Марлоу
источник

Спасибо, Саймон. Это именно то, что я хотел знать.

sastanin

Разве заголовок не два слова? Один для тега, а другой для указателя пересылки для использования во время сборки мусора или оценки? Так разве это не прибавит к общему количеству ни одного слова?

Эдвард КМЕТТ

@Edward: Преобразователи перезаписываются косвенными указаниями (которые позже удаляются сборщиком мусора), но это всего лишь 2 слова, и каждый объект кучи гарантированно имеет размер не менее двух 2-х слов. Без включения каких-либо функций профилирования или отладки заголовок на самом деле состоит только из одного слова. То есть в GHC другие реализации могут действовать иначе.

nominolo

nominolo: да, но из Closure.h: / * Преобразователь имеет слово-заполнитель, чтобы принять обновленное значение. Это сделано для того, чтобы обновление не перезаписывало полезную нагрузку, поэтому нам не нужно блокировать преобразователь во время ввода и обновления. Примечание: это не относится к THUNK_STATIC, которые не имеют полезной нагрузки. Примечание: мы оставляем это слово для заполнения во всех случаях, а не только в SMP, чтобы нам не пришлось перекомпилировать все наши библиотеки для SMP. * / Полезная нагрузка не перезаписывается во время косвенного обращения. Обращение написано в отдельном месте в заголовке.

Эдвард КМЕТТ

Да, но учтите, что это только для преобразователей . К конструкторам это не относится. В любом случае оценить размер преобразователя немного сложно - вам нужно посчитать свободные переменные.

nominolo

Объем памяти типов данных Haskell

Ответы: