这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的第5篇笔记

本文是我在学习青训营课程《高性能Go语言发行版优化与落地实践》的过程中记的笔记

1.自动内存管理

1.1 自动内存管理

• 动态内存
  • malloc
• 自动内存管理（垃圾回收）
  • 避免手动管理内存，专注于实现业务逻辑
  • 保证内存使用的正确性和安全性：double-free problem，use-after-free problem
• 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

相关概念

• 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：只有一个collector
• Parallel GC：支持多个collectors同时回收的GC算法
• Concurrent GC：mutator和collector可以同时执行
  • Collectors必须感知对象指向关系的改变
• 评价GC算法
  • 安全性：不能回收存活的对象基本要求
  • 吞吐率：$1-\frac{GC时间}{程序执行总时间}$
  • 暂停时间：stop the world（STW）
  • 内存开销
• 追踪垃圾回收
• 引用计数

1.2 追踪垃圾回收

• 对象被回收的条件：指针指向关系不可达的对象
• 标记根对象
  • 静态变量、常量、线程栈等
• 标记：找到可达对象
  • 从根对象出发，找到所有可达对象
• 清理：所有不可达对象
  • 将存活对象复制到另外的内存空间（Copying GC）
  • 将死亡对象的内存标记为“可分配”（Mark-sweep GC）
  • 移动并整理存活对象（Mark-compact GC）
• 根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略

1.3 分代GC

• 年轻代
  • 常规对象分配
  • 由于存活对象很少，可以采用copying collection
  • GC吞吐率很高
• 老年代
  • 对象趋于一直活着，反复复制开销较大
  • 可以采用mark-sweep collection

1.4 引用计数

• 每个对象都有一个与之关联的引用数目
• 对象存活的条件：当且仅当引用数大于0
• 优点
  • 内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
  • 内存管理不需要了解runtime的实现细节
• 缺点

  • 维护引用计数开销较大

  • 无法回收环形数据结构

  • 内存开销：每个对象都引入额外内存空间存储引用数目

  • 回收内存时依然可能引发暂停