这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 6 天

Day6

Go 内存管理及优化

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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

  根据对象的大小，选择最合适的块返回

缓存

• TCMalloc

  TC：Thread Caching

• GMP中，每个p包含一个mcache用于快速为绑定于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

小对象的占比会较高

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(runtime.mallocgc)是最频繁调用的函数之一

Balanced GC

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

GAB用于noscan类型的小对象(<128B)分配

使用3个指针维护GAB：base，end, top

Bump pointer(指针碰撞)风格的对象分配

• 无需和其他分配请求互斥

• 分配动作简单高效

  top+size<=end就可以分配成功

本质：将多个小对象的分配合并成一次大对象的分配

问题：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
• 本质是用copying GC算法管理小对象