Go 语言内存管理 | 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 6 天

一、自动内存管理

• 自动内存管理：由程序语言的运行时系统管理动态内存

• 避免手动内存管理，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，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: 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；

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运行中：指针传递的过程中进行引用计数的增减
  • 不需要了解 runtime 的细节：因为不需要标记 GC roots，因此不需要知道哪里是全局变量、线程栈等

• 缺点

  • 开销大，因为对象可能会被多线程访问，对引用计数的修改需要原子****操作保证原子性和可见性
  • 无法回收环形数据结构
  • 每个对象都引入额外存储空间存储引用计数
  • 虽然引用计数的操作被平摊到程序运行过程中，但是回收大的数据结构依然可能引发暂停

二、优化

Go 内存管理

• TCMalloc: TC is short for thread caching

• 目标：为对象在 heap 上分配内存

• 提前将内存分块

  • 调用系统调用 mmap() 向 OS 申请一大块内存，例如 4 MB
  • 先将内存划分成大块，例如 8 KB，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