这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 6 天
go语言内存管理详解
自动内存管理
由系统管理动态内存，避免手动内存管理，专注于实现业务逻辑，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
几种GC
- 只有一个collector
- 支持多个collectors同时回收的GC算法
- 在垃圾回收的阶段，mutators和collectors可以同时执行
评价gc算法的四个方面
- 安全性，不能回收存活的对象
- 吞吐量，程序执行的时间与总时间（一个周期时间）的比值
- 暂停时间，业务是否感知
- 内存开销，GC元数据开销
追踪垃圾回收
标记根对象主要为静态变量，全局变量，常量，线程栈等，从标记根对象开始形成可达链，不在链上的内存对象即为不可达对象
分代GC
分为年轻代和老年代，年轻代的垃圾清除的方式是复制（将一个内存块内存活的对象复制到一个空内存块中，再清空原内存块）
老年代适合Mark-sweep GC，这是因为对象趋向于一直活着，反复复制开销较大，使用free list 端粒空闲内存
引用计数
每个对象都有一个与之相关联的被引用的次数，如果这个次数大于0，就表示该对象存活
优点是内存管理不需要了解runtime的实现细节（c++智能指针)，内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
缺点是维护引用计数的开销较大，通过原则操作保证对引用计数操作的原子性和可见性；无法回收环形数据结构；内存开销，每个对象都引用的额外内存空间存储引用数目；回收内存依然可能引发暂停
go内存管理及优化
go内存分配-分块
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目标：为对象在heap上分配内存
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提前将内存分块
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调用系统调用mmap()向OS申请一大块内存，例如4 MB
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先将内存划分成大块，例如8 KB，称作mspan
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再将大块继续划分成特定大小的小块，用于对象分配
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noscan mspan：分配不包含指针的对象一GC 不需要扫描
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scan mspan：分配包含指针的对象一GC 需要扫描
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对象分配：根据对象的大小，选择最合适的块返回
go内存分配-缓存
- 借鉴了TCMalloc:thread caching的思想
- 每个p包含了一个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
优化
使用一个大小为1kb的大空间，来管理noscan的小对象，本质是将多个小对象的分配合并成一次大对象的分配。这种分配的方式会导致内存被延迟释放。解决的方案是当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
