这是我参与「第五届青训营」笔记创作活动的第5天。
学习内容
今天学习了go的内存管理优化以及编译器优化。
性能优化
提升软件系统的处理能力，减少不必要的消耗，充分发掘计算机算力。
- 提升用户体验；
- 资源高效利用，降低成本。
软件质量至关重要
- 保证接口稳定
- 测试用例：覆盖尽可能多的场景，方便回归
- 写文档
- 隔离：通过选项控制优化是否开启
- 客观性：必要的日志输出
自动内存管理
自动内存管理（垃圾回收），由程序语言的运行时系统管理动态内存，保证内存使用的正确性、安全性。
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
一些概念
- 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
评价GC算法
- 安全性：不能回收存活对象
- 吞吐率：花在GC上的时间
- 暂停时间：业务是否感知
- 内存开销：GC元数据开销
追踪垃圾回收
对象回收条件：指针指向关系不可达的对象
三个步骤：
- 标记根对象，包括静态变量、全局变量、常量和线程栈等；
- 标记可达对象，从根对象出发，找到所有可达对象；
- 清理所有不可达对象：Coping GC、Mark-sweep GC和Mark-compact GC。
引用计数
每个对象都有一个与之关联的引用数目，当且仅当引用数大于0时对象存活。
Go的内存管理及优化
为对象在heap上分配内存
在Go中会提前将内存分块：
- 调用系统调用mmap()向OS申请一大块内存；
- 先将内存划分为大块，称为mspan；
- 再将大块继续划分为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；
- scan mspan：分配包含指针的对象。
根据对象大小，选择合适的块返回。
缓存：TCMalloc
Go内存管理优化
Balanced GC：
- 每个g都绑定一大块内存（1KB）GAB
- GAB用于noscan类型的小对象分配（<128 B）
- 使用三个指针维护GAB，base、end和top
- Bump pointer（指针碰撞）风格对象分配：无信仰和其他分配请求互斥；分配动作简单高效。
以上针对一个小对象的内存分配，将多个小对象的分配合成一次大对象的分配。
问题：导致内存被释放延迟
方案：移动GAB中存活的小对象
编译器优化
编译器
静态分析
不执行程序代码，推导程序的行为，分析程序的性质。
- 控制流：程序执行的流程
- 数据流：数据在控制流上的传递
- 过程内分析
- 过程间分析
Go的编译器优化
函数内联
将被调用函数的函数体的副本替换到调用位置上，同时重写代码以反映参数的绑定。
逃逸分析
分析代码中指针的动态作用域：指针在何处可以被访问。
