这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 5 天
本堂课主要内容是Go语言的自动内存管理、内存分配以及编译器优化，下面主要是我个人听课时的一些笔记。
个人笔记
Go自动内存管理
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自动内存管理是对于动态内存而言的
如程序在运行时根据需求动态分配的内存：
malloc() -
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
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避免手动内存管理，专注于实现业务逻辑
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保证内存使用的正确性和安全性：double-free problem, use-after free problem
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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
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相关概念
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（内存标记），回收死亡对象的内存空间（内存回收）
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(s)和collector(s)可以同时执行
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concurrent GC的难点在于，collectors必须要感知到对象指向关系的改变
GC过程中新添加的对象，也需要被标记
- 评价GC算法
- 安全性(Safety): 不能回收存活的对象 基本要求
- 吞吐率(Throughput):
- 暂停时间(Pause time): stop the world (STW) 业务是否感知
- 内存开销(Space overhead) GC元数据开销
- 追踪垃圾回收(Tracing garbage collection)
- 引用计数(Reference counting)
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追踪垃圾回收(Tracing garbage collection)
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
- 标记：找到可达对象
- 清理：所有不可达对象
清理不可达对象时会有三种策略
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Copying GC
将对象复制到另外的内存空间
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Mark-Sweep GC
使用free-list管理空闲内存
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Mark-Compact（标记-压缩） GC
原地整理对象
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分代GC（Generational GC）场景
分代假说：most objects die young
年轻代采用copying GC，因为其存活时间短，所以使用copying GC不会特别耗时
老年代采用Mark-sweep GC，对象存活时间长，反复复制开销较大
若发现碎片较多，可以采取一次Compact（压缩）
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引用计数（Reference counting）
计算该对象被多少个指针“引用”，即被多少个指针指向
优点：
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内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
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内存管理不需要了解runtime的实现细节，如C++的智能指针（smart pointer）
追踪垃圾回收(Tracing garbage collection)需要和runtime耦合的更紧密
缺点：
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维护引用计数的开销较大: 通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性
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无法回收环形数据结构
通过weak reference解决这个问题
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内存开销: 每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目
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回收内存时依然可能引发暂停，如源头节点释放后，会引起很多内存的回收，这个过程中仍然可能引发暂停
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Go内存分配
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分块：为对象在heap上分配内存
提前将内存分块
根据对象的大小，选择最合适的块返回
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缓存
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优化原因：
- 分配路径过长
- 小对象过多
优化案例：Balanced GC（指针碰撞风格对小对象进行分配）
Go编译器优化
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函数内联：将被调用函数的函数体(callee) 的副本替换到调用位置(caller)上，同时重写代码以反映参数的绑定
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Beast Mode：调整函数内联的策略，使更多函数被内联
- 降低函数调用的开销
- 增加了其他优化的机会，如逃逸分析
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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
函数内联可以减少逃逸对象的数量
未逃逸的对象可以在栈上分配，对象在栈上的分配和回收很快
参考
- 字节内部课—Go 语言内存管理详解
