Go自动内存管理 | 青训营笔记

用户6140994677023
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这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第4天

前言

本系列文章创作基于作者的浅薄知识和其他大佬的深刻见解，主要记录青训营学习过程中我对一些东西的个人理解，也用于参加「第五届青训营」的笔记创作活动，请多指教。

自动内存管理

在我前面三个学期的学习中，对于语言的学习个人感觉总是囫囵吞枣、不求甚解的，简单来说就是没有深入语言的底层机制和逻辑，仅仅是学习语法学习应用；加之我思维比较懒惰有时不愿深究，这样的学习给我带来了一种莫名的空虚感。于是，今天要迈出深挖的第一步。

  • 动态内存

    • 程序在运行时根据需求动态分配的内存：malloc() ———— 需要时分配，不需要时回收。

  • 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

    • 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

    1. 为新对象分配空间
    2. 找到存活对象
    3. 回收死亡对象的内存空间

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，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(s) 和 collector(s) 可以同时执行 image.png

评价GC算法的几个标准

  • 安全性（Safety）：指垃圾回收器不应回收存活的对象；

  • 吞吐率（Throughput）：指垃圾回收器花在 GC 上的时间占程序执行总时间的比率；

  • 暂停时间（Pause time）：指垃圾回收导致业务线程挂起（暂停）的时间（GC 导致的暂停被称为 stop the world, STW）

  • 内存开销（Space overhead）：指垃圾回收器元数据占用的内存开销；

>> 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

  • 标记根对象

    • 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: 从根对象出发，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(Copying GC)
    • 将死亡对象的内存标记为“可分配“(Mark-sweep GC)
    • 移动并整理存活对象(Mark-compact GC)

  • 根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略

    • Copying GC: 将对象复制到另外的内存空间 image.png

    • Mark-sweep GC: 使用 free list 管理空闲内存image.png

    • Compact GC: 原地整理对象image.png >> 分代GC (Generational GC) image.png >> 引用计数 (Reference counting) image.png

引用

本文图片和部分文字来自以下链接：
‌‍⁣‍⁢‬⁢⁢​‍​​​⁤⁤​​‬⁢​​‌‍‍‍‬‍⁤‬⁣​‌⁣⁡⁡⁤⁣‍‌⁤⁡​⁢‌‬‍‬高性能 Go 语言发行版优化与落地实践 .pptx - 飞书云文档 (feishu.cn)

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