这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 5 天

Go 语言内存管理

自动内存管理

动态内存：程序在运行时根据需求动态分配内存，也就是malloc，其他语言也是有的。

垃圾回收（GC）：语言的运行时系统管理动态内存

为什么要有垃圾回收机制呢：分配在堆上的内存不会再使用时，Go语言将会自动回收分配在堆上的内存，从而避免系统的内存被占满。Go的自动回收内存的特性，使得Go程序开发者可以更加专注于代码的效率，很大程度上避免了内存的泄漏。

垃圾回收（GC）

Go语言的老版本采用的是串行GC。首先根据可达性分析法，采用广度优先搜索算法，先从根集合出发寻找被应用的对象，对内存标记。串行GC的缺点：需要暂停所有的业务，对性能的影响较大，难以支持高并发。

而现在的版本是并发 GC，使用的是三色标记，三色标记法。

黑色：表示有用的对象，并且已经分析扫描完 灰色：有用，但是未分析扫描完 白色：暂时无用

首先一开始所有的对象都是白色的，从根节点出发，将根节点可达的对象置为灰色。然后将灰色节点指向的节点置为灰色节点，分析完一个灰色节点的所有指向后将灰色该灰色节点置为黑色，表示该节点有用，并且已经扫描完。然后重复上一步直到没有节点的颜色发生变化，剩下的白色节点就是无用的节点。

分代GC

分代 GC 是垃圾回收的另一个策略，简单来说就是把生命周期短的分为一类，生命周期长的分为一类，然后用不同的策略去管理，降低整体的开销，是一个非常不错的方法。

内存管理

Go的内存分配是提前将内存分块，然后再从这一块不断分小块，Go 内存管理构成了多级缓存机制，从 OS 分配得的内存被内存管理回收后，也不会立刻归还给 OS，而是在 Go runtime 内部先缓存起来，从而避免频繁向 OS 申请内存。mspan, mcache 和 mcentral 构成了内存管理的多级缓存机制。

但是如果这样，对象分配是非常高频的操作，占用很多 CPU，这个时候字节有一个不错的优化方案：通过绑定一大块内存（1kb），然后用于小对象分配（小于128B），使用Bump pointer风格对象分配，可以很大的提高效率。

Bump pointer

Bump-the-pointer（撞点）跟踪在空间创建的最后一个对象，这个对象会被放在空间的顶部。如果之后需要创建对象，只需检查空间是否有足够的剩余空间。如果有，对象就会被创建在里面并且被放置在顶部（此时会更换标记位）。这样一来，每次创建新的对象时，只需要检查最后被创建的对象。这将极大地加快内存分配速度。