这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第二篇笔记。

性能优化

• 业务层优化
• 语言运行时优化 解决更通用的问题
• 数据驱动 利用pprof

自动内存管理（垃圾回收）

相关概念

• 动态内存：程序在运行时根据需求动态分配的内存
• 自动内存管理：由程序语言的运行时系统管理动态内存，解决double-free,use-after-free等等问题
• 三个任务：为新对象分配空间，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间。
• Mutator: 业务线程，分配新对象，修改对象指向关系。
• Collector: GC线程，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间。
• Serial GC: GC算法中只有一个collector.（会暂停，即stop the world）
• Parallel GC: 支持多个collector同时回收的GC算法。（会暂停）
• Concurrent GC: mutator(s)和collector(s)可以同时执行。collector需要感知到对象指向关系的变化，当已标记的对象指向未标记的对象时需要把未标记的对象标记。
• 吞吐率：1-GC时间/程序执行总时间

追踪垃圾回收

1. 标记根对象 （静态变量，全局变量，常量，线程栈等）

2. 标记：找到可达对象 从根对象出发，找到所有可达对象

3. 清理： 所有不可达对象

• Coping GC: 将存活对象复制到另外的内存空间
• Mark-sweep GC: 将死亡对象的内存标记为可分配
• Mark-compact GC: 移动并整理存活对象（原地整理对象）

思想：根据对象的生命周期选择不同的标记和清理策略

分代GC (Generational GC)

• 分代假说： most objects die young(很多对象分配出来后就不再使用了)
• 每个对象都有年龄：经历GC的次数
• 目的： 针对不同年龄的对象制定不同的GC策略，降低整体内存管理的开销
• 不同年龄的对象处于heap的不同区域
• 年轻代：存活对象较少，可以使用Coping-GC,GC吞吐率很高
• 老年代：对象趋向于一直存活，反复复制开销较大，可使用Mark-sweep GC

引用计数

• 每个对象都有一个与之关联的引用数目
• 对象存活条件：当且仅当引用数目大于0
• 优点：1.内存管理的操作被平摊到程序执行中。 2.内存管理不需要里了解runtime的细节。
• 缺点：1. 维护引用计数的开销大，要通过原子操作来保证引用计数的原子性和可见性。2.无法回收环形数据结构 3. 额外的内存开销 4. 回收内存仍然可能引发暂停

GO内存管理及优化

go内存管理

• 分块 提前将内存分块，根据对象大小分配合适的块返回
• 缓存 每一个p包含一个mcache用于快速分配，用于为绑定在p上的g分配对象，mcache管理一组mspan,mspan没有分配的对象时会缓存在mcentrol,而不是立刻释放并归还给OS

go内存管理优化

• 对象分配非常高频，每秒分配GB级的内存
• 小对象占比较高
• go 内存分配比较耗时，分配路径长：g->m->p->mcache->mspan->memory block->return pointer
• 优化方案：banlanced gc 本质为将多个小对象的分配合并成一个大对象的分配