这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 14 天

课堂笔记

本堂课重点内容

• Go内存管理——分块与缓存
• Go对象的性能问题
• Balanced GC方法

详细知识点介绍

Go内存管理

Go内存分配

分块

• 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

缓存

• TCMalloc:thread caching
• 每个p包含一个mcache用于快速分配，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，而不是立刻释放并归还给OS
• 

Go内存管理优化

• 对象分配是非常高频的操作：每秒分配GB级别的内存

• 小对像占比较高

• Go内存分配比较耗时

  • 分配路径长：g->m->p->mcache->mspan->memory block->return pointer
  • pprof:对象分配的函数是最频繁调用的函数之一

优化方案Balanced GC

• 每个g都绑定一大块内存(1KB),称作goroutine allocation buffer(GAB)

• GAB用于noscan类型的小对象分配：<128B

• 使用三个指针维护GAB:baSe,end,top

• Bump pointer(指针碰撞)风格对像分配

  • 无须和其他分配请求互斥
  • 分配动作简单高效

• GAB对于Go内存管理来说是一个大对象

• 本质：将多个小对象的分配合并成一次大对象的分配

• 问题：GAB的对象分配方式会导致内存被延迟释放

• 方案：移动GAB中存活的对象

  • 当GAB总大小超过一定阈值时，将GAB中存活的对象复制到另外分配的GAB中

  • 原先的GAB可以释放，避免内存泄漏

  • 本质：用copying GC的算法管理小对像

    • 根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略

实践练习例子

课后个人总结

• 对于Balanced GC的理解有待加强