之前被同事安利了很多次Rust，周末没事去Rust官方文档学习了下，记录一些对Rust语言粗浅理解。
要说Rust语言的核心优势，应该就是运行效率+内存安全了，这两者都与其独树一帜的所有权系统有关。要谈所有权系统，GC是个不错的切入点，众所周知，编程语言GC主要包含两种: 手动GC和自动GC，它们各有利弊，总的来说是运行效率和内存安全之间的权衡取舍。而Rust则尝试两者兼顾，Rust的GC，我将其理解为半自动GC或编译期GC，即开发者配合编译器通过所有权约束来明确变量的生命周期，这样Rust在编译期就已经知道内存应该何时释放，不需要运行时通过复杂的GC算法去解析变量的引用关系，也无需像C/C++让开发者对各种内存泄露、越界访问等问题如履薄冰。这也是Rust敢号称可靠的系统级编程语言，运行时效率叫板C/C++的底气来源。
先来回顾一下GC的几个重要的阶段:
做标记阶段的准备工作，需要停止所有正在运行的goroutine(即STW)，标记根对象，启用内存屏障，内存屏障有点像内存读写钩子，它用于在后续并发标记的过程中，维护三色标记的完备性(三色不变性)，这个过程通常很快，大概在10-30微秒。
标记阶段会将大概25%(gcBackgroundUtilization)的P用于标记对象，逐个扫描所有G的堆栈，执行三色标记，在这个过程中，所有新分配的对象都是黑色，被扫描的G会被暂停，扫描完成后恢复，这部分工作叫后台标记(gcBgMarkWorker)。这会降低系统大概25%的吞吐量，比如MAXPROCS=6，那么GC P期望使用率为6*0.25=1.5，这150%P会通过专职(Dedicated)/兼职(Fractional)/懒散(Idle)三种工作模式的Worker共同来完成。
这段时间学习OOP对语言和编程范式有一些新的理解，之前系统整理过函数式编程，因此先从OOP谈起。我们先回顾下面向对象(OOP)的核心思想:
与函数式的”一切皆函数”一样，OOP也有一个宏大的目标”一切皆对象”。
本文主要谈谈CPU Cache的设计，内存屏障的原理和用法，最后简单聊聊内存一致性。
我们都知道存储器是分层级的，从CPU寄存器到硬盘，越靠近CPU的存储器越小越快，离CPU越远的存储器越大但越慢，即所谓存储器层级(Memory Hierarchy)。以下是计算机内各种存储器的容量和访问速度的典型值。
| 存储器类型 | 容量 | 特性 | 速度 |
|---|---|---|---|
| CPU寄存器 | 几十到几百Bytes | 数据电路触发器，断电丢失数据 | 一纳秒甚至更低 |
| Cache | 分不同层级，几十KB到几MB | SRAM，断电丢失数据 | 几纳秒到几十纳秒 |
| 内存 | 几百M到几十G | DRAM，断电丢失数据 | 几百纳秒 |
| 固态硬盘(SDD) | 几十到几百G | SSD，断电不丢失数据 | 几十微秒 |
| 机械硬盘(HDD) | 上百G | 磁性介质和磁头，断电不丢失数据 | 几毫秒 |
从广义的概念上来说，所有的存储器都是其下一级存储器的Cache，CPU Cache缓存的是内存数据，内存缓存的是硬盘数据，而硬盘缓存的则是网络中的数据。本文只谈CPU Cache，一个简单的CPU Cache示意图如下:
图中忽略了一些细节，现代的CPU Cache通常分为三层，分别叫L1,L2,L3 Cache, 其中L1,L2 Cache为每个CPU核特有，L3为所有CPU核共有，L1还分为缓存指令的i-cache(只读)和缓存程序数据的d-cache，L2 L3 Cache则不区分指令和程序数据，称为统一缓存(unified cache)。本文主要讨论缓存命中和缓存一致性的问题，因此我们只关注L1 Cache，不区分指令缓存和程序数据缓存。
Perf(Performance Event)是Linux 2.6.31后内置的性能分析工具，它相较其它Prof工具最大的优势在于与Linux Kernel紧密结合，可以进行内核甚至硬件级的性能分析。我之前只零散地用一些ptrace,strace之类的小工具，与Perf比起来，确实小巫见大巫。也赶紧花了点时间简单了解和试用一下，添加到工具箱，以备不时之需。
本文谈谈在函数式编程中的延迟计算，惰性求值等技术及其应用。
本文将以 Racket 为例，以下是 Racket 的概要:
其它关于 Racket 的具体语法和 API 细节请参考Raccket 中文文档。
Delay Evaluation 意为延迟计算，即表达式只在必要时才求值，而非被赋给某个变量时立即求值。