内存管理及优化|青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的的第6天

本节课内容如下

目录

内存管理及优化

1 go内存分配

2 go内存管理优化

3 字节的优化方案:Balanced GC

1 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
    • 先将内存划分为大块,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:根据对象的大小,选择最合适的块返回

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

2 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

  • 小对象占比较高

  • 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

3 字节的优化方案: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)风格对象分配

    • 无需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,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,避免内存泄露
    • 本质:用copying GC 的算法管理小对象