自动内存管理
这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 五 天
1.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：malloc()
- 自动内存管理（垃圾回收）：有程序语言的运行时系统回收动态内存
- 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
2. 追踪垃圾回收
- 对象被回收的条件：指针指向关系不可达的对象
- 标记跟对象
- 静态变量、全局变量、常量、线程栈等
- 标记：找到可达对象
- 求指针指向关系的传递闭包：从跟对象出发，找到所有可达对象
- 清理：所有不可达对象
- 将存活对象复制到另外的内存空间
- 将死亡对象的内存标记为“可分配”
- 移动并整理存活对象
- 根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略
3. 分代GC(Genrational GC)
- 年轻代（Young generation）
- 常规的对象分配
- 由于存活对象很少，可以采用copying collection
- GC吞吐率很高
- 老年代
- 对象趋向于一直活着，反复复制开销较大
- 可以采用mark-sweep collection
4. 引用计数
- 每个对象都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执行的过程中
- 内存管理不需要了解runtime的实现细节：c++智能指针(smart pointer)
Go内存分配
1.内存分配思想
1.1 分块
- 目标：为对象在heap上分配内存
- 提前将内存分块
- 对象分配：根据对象的大小，选择最合适的块返回
1.2缓存
- TCMalloc：thread caching
- 每个p包含一个mcache用快速分配，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，向mcentral申请带有未分配块的mspan
- 当mspan中没有分配的对象，mspan会被缓存在mcentral中，而不是立即释放并归还给OS
2.Go对象分配的性能问题
- 分配路径过长
- 小对象居多
3.Balanced GC
- 指针碰撞风格的对象分配
- 实现了copying GC
- 性能收益
编译器和静态分析
1. 编译器的结构
- 重要的系统软件
- 识别符合语法和非法的程序
- 生成正确且高效的代码
- 分析部分（前端front end）
- 词法分析，生成词素
- 词法分析，生成语法树
- 语义分析，收集类型信息，进行语义检查
- 中间代码生成，生成intermediate representation
- 综合部分（后端back end）
- 代码优化，机器无关优化，生成优化后的IR
- 代码生成，生成目标代码
2.静态分析
- 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
3.过程内分析和过程间分析
- 过程内分析
- 仅在函数内部进行分析
- 过程间分析
- 考虑过程调用时参数传递和返回值的数据流和控制流
4.Go编译器优化
- 函数内联
- 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
- 优点
- 消除函数调用开销，例如传递参数、保存寄存器等
- 将过程间分析转化为过程内分析，帮助其他优化
- 逃逸分析
- 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
