高性能优化|青训营笔记

这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 5 天

性能优化层面

包括：业务代码、SDK、基础库、语言运行时、OS，主要分为业务层优化，语言运行时优化。

• 业务层优化：针对特定场景，具体问题，具体分析；容易获得较大性能收益
• 语言运行时：解决更通用的性能问题；考虑更多场景；tradoffs

自动内存管理

动态内存

程序在运行时根据需求动态分配的内存：malloc()

自动内存管理（垃圾回收）

由程序语言的运行时系统回收的动态内存，很好的避免了手动内存管理，可以更好的实现于业务逻辑，还能保证内存的正确使用及安全性。

自动内存管理-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collertor
• Parallel GC :支持多个collertor 同时回收的GC算法
• Concurrent GC:mutator(s)和collector(s)可以同时执行

追踪垃圾回收

• 对象被回收条件：指针指向关系不可达的对象
• 标记根对象：静态变量、全局变量、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(三种方法)
  1. 将存活对象复制到另外内存空间（copying GC）
  2. 将死亡对象的内存标记为“可分配”（Mark-sweep GC）
  3. 移动并整理存活对象（Mark-compact 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：当且仅当引用数大于0

优点

• 内存管理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

• 维护引用计数的开销较大；通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性
• 无法回收环形数据结构
• 内存开销：每个对象都引入的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

Go内存分配-分块

将内存分块： 调用系统调用nmap(),向OS申请一块内存，将内存分成大块，再将大块继续划分成特定大小的小块，用于对象分配。

• noscan-mspan：分配不包含指针的对象---GC不需要扫描
• scan-mspan：分配包含指针对象--GC需要扫描

Go内存分配-缓存

每个p包含一个mcache用于快速分配，用于为绑定于p上的g分配对象，mcache管理一组mspan，当mcache中的mspan分配完毕，会向mcentral申请未分配块的mspan，当mspan中没有分配对象的时候，mspan会被缓存在mcentral中，而不是立刻释放并归还给OS

以上图片均来源于稀土掘金技术社区