这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第5天。
前言
内存管理在程序中是很重要的存在，Go和Java一样都是自动内存管理机制，因此，可以让作为编程人员的我们更加专注于业务本身，我个人认为这点是优点，因此对于Go的内存管理很有学习的必要！
知识点内容
1.性能优化
内存管理也好，编译器优化也好，最终的目的就是对程序性能的优化。
性能优化的目的有两点：一个是提升用户体验，再一个就是让资源高效利用。在优化时主要从三个层面去考虑优化：业务层优化：针对特定场景，具体问题去具体分析，容易获得较大性能收益；语言运行时优化：用来解决更通用的性能问题，需要考虑更多场景；通过数据驱动优化，可以通过自动化性能分析工具——pprof去查看分析当前程序的运行情况，即我们要依靠数据而非猜测，而首要的优化就是去优化最大瓶颈。
2.内存管理及优化
Go依靠自动内存管理（垃圾回收），从而实现自动管理程序内存，这里的设计思想和Java很像，都有自己的内存管理机制，也是我觉得一门现代编程语言所应该具备的，我个人认为手动管理内存对编程人员的专业素养要求很高。
2-1.垃圾回收机制
GO的垃圾回收机制主要有两个，也是和Java一样。一个是追踪垃圾回收（可达性分析法），另一个是引用计数法。
2-1-1.追踪垃圾回收(被回收的条件：不可达对象)
可作为标记根对象(GC roots)的有: 静态变量、全局变量、常量、线程栈等。
过程实现：①Copying 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；②Mark-sweep GC: 将死亡对象所在内存块标记为可分配，使用 free list 管理可分配的空间；③Mark-compact GC: 将存活对象复制到同一块内存区域的开头。
2-1-2.引用计数(对象存活的条件：当且仅当引用数大于0)
过程实现：①给对象中添加一个引用计数器：②每当有一个地方引用它，计数器就加1；③当引用失效，计数器就减1；④任何时候计数器为0的对象就是不可能再被使用的。 我认为这个回收方法最大的一个缺点就是无法回收环形数据，如果现在两个对象互相依赖引用，那么它们的引用计数器始终大于0。
2-2.垃圾回收算法
分代GC 根据对象GC次数的不同将对象分代，一般分为新生代和老年代，这样我们就可以根据各个年代的特点选择合适的垃圾收集算法
2-3.Go内存管理
2-3-1.分块(为对象在 heap 上分配内存)
调用系统调用mmap()向操作系统申请一大块内存，例如4MB; 先将内存划分成大块，例如8KB，称作mspan； 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:分配包含指针的对象——GC需要扫描； 对象分配:根据对象的大小，选择最合适的块返回。
2-3-2.缓存
Go内存管理构成了多级缓存机制，从操作系统分配得的内存被内存管理回收后，也不会立刻归还给操作系统，而是在Go runtime内部先缓存起来，从而避免频繁向操作系统申请内存。
这里有个关键：线上分配内存是高频操作以及分配中小对象占比非常高。因此，优化小对象分配是关键。
2-3-3.字节跳动的优化方案(balanced GC)
策略是将多次小对象的分配合并成一次大对象的分配。因此，当大对象中哪怕只有一个小对象存活时，Go runtime也会认为整个大对象存活。为此，balanced GC会根据GC策略，将大对象中存活的对象移动到另外的大对象中，从而压缩并清理大对象的内存空间，原先的大对象空间由于不再有存活对象，可以全部释放。
3.编译器优化思路
大思路上是面向后端长期执行的任务，用适当增加编译时间换取更高性能的代码。主要有以下两种方案：
3-1.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。
我们需要根据调用和被调用函数的规模来决定是否内联，函数内联在大多数情况下是正向优化，即多内联，会提升性能，因为这样做消除了调用开销，缺点就是系统开销增大了，因此需要仔细分析是否需要内联。
3-2.逃逸分析
分析代码中指针的动态作用域，即指针在何处可以被访问.
从对象分配处出发，沿着控制流，观察数据流。若发现指针p在当前作用域s:作为参数传递给其他函数；传递给全局变量；传递给其他的 go routine;传递给已逃逸的指针指向的对象；则指针p逃逸出s，反之则没有逃逸出s。
而未逃逸出当前函数的指针指向的对象也可以在栈上分配。
小结
不得不说，今天的课程相比前几天轻松了很多，主要体现在Go的内存管理机制上很多东西都和Java一致，因此学习起来很快。主要的新知识点体现在编译器那部分，因为我以前做Java程序优化从来没考虑过编译器层面也可以优化，更多得是考虑项目可以部署更多的机器、数据库可以读写分离以及使用redis缓存热点数据，还有代码层面上的优化。所以，对编译器进行优化给我提供了一个新思路。
