Goose：实验性语言比 C++ 快 1.16 倍，比安全 Rust 快 1.12 倍，内存安全

Goose 编程语言 一种内存安全的系统语言，比 C++ 和 Rust 更快，内存更少，没有分配器/GC，也没有生命周期注释。教程 · 规范 · 示例 · 基准 · 标准库 Goose 看起来像 C 或 Rust 一样熟悉，并且建立在一个想法之上：没有堆。每个动态值都内联地存在于编译器管理的数据堆栈上，增长是指针碰撞，作用域退出是唯一自由的。该语言的其余部分是使其适用于实际程序所需的内容，并且它所购买的内容是可衡量的。比 C++ 更快，比 Rust 更安全，同时内存安全。在超过 16 个基准测试中，Goose 的运行速度是惯用 C++ 的 3.3 倍、手动优化的 C++ 的 1.16 倍、最佳安全 Rust 的 1.12 倍，内存减少了 1.9 倍、1.3 倍和 1.2 倍（摘要、完整结果）。胜利是结构性的：它们来自其他语言无法表达的东西。没有分配器，没有GC，没有引用计数，没有析构函数。内存是编译器静态分配的少量数据堆栈。释放一百万个元素的结构就是一个存储，无论它嵌套得有多深。什么都没有动过。只要数组存在，对不断增长的数组的引用就保持有效。您可以在 C++ 必须保留的地方保留类型化引用，并安全地将 Rust 退回到 u32 索引。内存安全，零注释。没有生命周期语法，没有别名或排他性规则，没有 unsafe 。编译器推断出每个引用的根源，并指向一件事：比所有者寿命更长。一路向下都是平的。字符串、字符串数组、具有可变大小字段的记录以及这些记录的数组都是一个连续的块，其中没有指针。一条记录为 160 字节，C++ 中的分配为 29 字节，而 Goose 中则没有。枚举花费了它们所持有的内容。变量模式 ADT 为每个值提供其自己的变体大小，而不是最大的大小：在执行它的基准测试中，内存减少 4 倍，速度是 Rust 枚举的 2 倍。链接比指针窄。相对引用将类型化、检查过的链接存储为 1、2 或 4 字节偏移量。从它们构建的结构是位置无关的，因此您的数据结构已经是它的文件格式：保存是写入，加载是读取加上拒绝敌对字节的验证通过。一切都已就位，有保证。通过任何深度的调用，在其最终目的地构造一个值。 items.push(parse(line)) 将解析后的记录直接写入数组，并且按值返回可增长的数组不需要任何成本。没有管道的错误。 return err from load 从函数返回任意数量的帧，静态检查，没有展开器，没有结果类型，也没有 ?每次通话时。不共享任何内容的线程。工作线程被编译为具有自己的内存的单独程序，并且平面值作为 memcpy 跨类型队列。该语言中不存在数据竞争、锁、原子和内存排序。泛型和高阶函数没有开销。无类型参数是通用的。函数值是编译时实体，因此 xs.filter() { it > 0 } 编译为看起来像的循环，并将其结果直接构建到目标中。纯 C 输入，纯 C 输出。 Goose 编译为一个 C 文件，因此它可以在 C 编译器所在的任何地方运行，并通过 extern fn 直接调用 C。捆绑的 TinyCC 后端在进程中编译并运行程序，无需构建步骤。本教程通过示例介绍了所有这些，规范有确切的规则，基准测试有数字，包括损失。这里只展示了 Goose 的不同之处。本教程正确地涵盖了相同的基础，并且示例是二十六个完整的程序，它们是真实执行的。一种内存模型：堆栈，作用域出口是空闲的 程序具有本机调用堆栈、静态数据和 N 个数据堆栈，编译器在其中计算出 N 个数据堆栈。数据堆栈是带有凹凸指针的大地址空间保留，并且没有其他内存。每个堆栈最多有一个可调整大小的值，并且它始终位于顶部，因此增长永远不会移动任何内容，也不会检查容量。所有这些都在编译时得到证明；运行时只保留凹凸指针。 for round in 3 { var scrap: u8[>..] = []; // 仅增长：增长是 i 在 100000 中的指针碰撞 { scrap.push((i % 256) as! u8); } print("round", round, ":", scrap.len, "bytes"); } // free: 一次存储到栈顶 没有任何内容移动，因此引用会继续增长 struct Item { id: i32, Weight: f32 } var items: Item[>..] = [];首先让 .= items.push(Ite​​m { 1, 0.5 }); // 对元素 0 的引用 for i in 2..1000001 { items.push(Ite​​m { i as i32, 0.0 });第一个.权重 = 99.5; // 仍然有效，一百万次推送后推送返回对其刚刚创建的元素的引用，这就是数据在构建时链接起来的方式。 Vector 或 Vec 会重新分配，因此两者都不能保证这一点，而这正是基准测试胜利的大部分来源。安全引用，无注释每个引用和切片都带有一个静态根，即限制 i 的变量