这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 4 天

课程内容

自动内存管理
Go内存管理及优化
编译器静和静态分析
Go编译器优化

自动内存管理

Go类似Java，都有自带的垃圾回收，自动内存管理机制，方便开发者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

概念

Mutator 业务线程：负责分配新对象，修改对象指向关系
Collector GC线程：负责找到存活对象，回收死亡对象的内存空间
Serial GC：只有一个 collector
Parallel GC：并行GC，支持多个 collectors 同时回收的GC算法
Concurrent GC：并发GC，支持 mutator(s) 和 collector(s) 同时执行的 GC算法

Collectors 需要感知对象指向关系的改变

追踪垃圾回收 -Tracing garbage collection

回收条件：不可达对象
回收过程：
① 标记根对象(GC roots)：静态变量，全局变量，常量，线程栈等
② 标记：找到所有可达对象
③ 清理：回收所有不可达对象占据的内存空间
三种垃圾回收方式:
a. Copying GC: 将存活对象从一块内存空间复制到另外一块内存空间，原先的空间可以直接进行对象分配.
b. Mark-sweep GC:将死亡对象所指内存块标记为可分配，使用 free list 管理可分配空间
c. Mark-compact GC：将存活对象复制到同一块内存区域的开头

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

很明显，这个方案的优点是内存管理操作被平摊到程序运行中(指针传递的过程中进行引用计数的增减)，而且方便专注业务开发，不用关心 runtime 细节；但缺点也很明显，开销比较大，多线程下对引用计数器修改需要原子操作保证其原子性和并发安全.

Go内存管理及优化

Go 内存管理

TCMalloc（TC is short for thread caching）是 Google 开发的内存分配器，在不少项目中都有使用，例如在 Golang 中就使用了类似的算法进行内存分配。它具有现代化内存分配器的基本特征：对抗内存碎片、在多核处理器能够 scale。据称，它的内存分配速度是 glibc2.3 中实现的 malloc的数倍。

其会提前将内存分块：先调用 mmap() 向os申请一大块内存(mb)，然后将其分成多个大块(kb),然后将大块继续分成小块用于对象分配(B)；对于包含指针的对象，GC需要扫描(scan).
分配对象的块不是严格按照2的幂次的，不然会极大浪费
Go有个多级缓冲机制，内存被GC回收以后，也不会立刻归还OS，而是保存至GO runtime内部，避免频繁向os申请内存[mcache -> mecntal -> mheap -> Virutal Memory]

字节跳动优化方案

从线上profiling发现，分配小对象经常调用 mallocgc()，导致CPU占用较高;
Balanced GC:将 noscan 对象在 per-g allocation buffer (GAB) 上分配，并使用移动对象 GC 管理这部分内存，提高对象分配和回收效率.
每个 g 会附加一个较大的 allocation buffer (例如 1 KB) 用来分配小于 128 B 的 noscan 小对象
使用了bump pointer 的 style 来进行对象分配;

编译器和静态分析

静态分析不执行代码，而是通过推导程序的行为，分析程序的控制流，数据流等，如课程示例图将程序转换成控制流图.

Go编译器优化

目的：①用户无感知，重新编译即可获得性能收益 ②有通用的优化手段
现状：采用的优化较少，更追求缩短编译时间，所以没有进行复杂的代码分析和优化
思路: 主要面向后端开发的长期项目，用适当增加编译时间获得更高性能的代码
函数内联(和C++类似，一些不是经常调用的函数可以直接写到调用位置上，这样消除了调用函数的开销，能提高一定性能；缺点是函数体会变大，增加了编译时间.)
逃逸分析

个人总结

今天的课程是语言方面的最后一门，后面将会开始讲框架应用；内存管理在每个语言中都是十分重要的，它在一定程度上决定了语言的特性，C++将这个交给了开发者，使得开发者需要更多精力注意这方面，但是好处是自由度足够；而Go，java语言有自动内存管理，让开发者更能专注于业务逻辑，而不需要过于担心内存泄漏等问题.课程中还引用了字节的优化案例，让人眼前一亮，希望后续课程也多多加入这种内容~~

内存管理｜青训营笔记

课程内容

自动内存管理