这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 10 天
高性能Go语言发行版优化与落地性能
优化的层面：业务代码 -> SDK -> 基础库 -> 语言运行时 -> OS
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业务层优化
- 针对特定场景，具体问题，具体分析
- 容易获得较大性能收益
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语言运行时优化
- 解决更通用的性能问题
- 考虑更多场景
- Tradeoffs
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数据驱动
- 自动化性能分析工具 --- pprof
- 依靠数据而非猜测
- 首先优化最大瓶颈
自动内存管理
GC（Garbage collector）
自动内存管理也被称为垃圾回收，指的是由程序语言的运行时系统管理动态内存（malloc）。 使用自动内存管理可以：
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避免手动内存管理，专注于实现业务逻辑
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保证内存使用的正确性和安全性，在内存分配中有两个常见的问题：
- double-free problem：多次回收同一块内存
- use-after-free problem：在回收之后又使用该内存
自动内存管理的三个任务：
- 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
自动内存管理 - 相关概念
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Mutator：业务线程，分配新对象，修改对象指向关系
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Collector：GC线程，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间
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Serial GC：只有一个 collector
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Parallel GC：支持多个 collectors 同时回收的 GC 算法
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Concurrent GC：mutators(s) 和 collector(s) 可以同时执行
- Collectors 必须感知对象指向关系的改变！
如何评价 GC 算法
- 安全性（Safety）：不能回收存活的对象，这时基本要求
- 吞吐率（Throughout）：1 - ，也就是花在GC上的时间越少，吞吐量越高
- 暂停时间（Pause Time）：Stop The World（STW），这里需要注意控制时间长度，业务感知很重要
- 内存开销（Space overhead）：GC元数据开销，也就是GC所需要消耗的内存空间
追踪垃圾回收
被回收的对象是指针指向关系不可达的对象，因为不可达就代表没有被依赖。
垃圾回收的过程由以下几点组成：
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标记根对象
根对象包括静态变量、全局变量、常量、线程栈等，很容易想到因为其从程序一开始运行就被整个程序依赖，因此根对象就是他们。
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标记：找到可达对象
从根对象出发，找到所有可达的对象，也就是求指针指向关系的传递闭包。
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清理：所有不可达对象
该步骤有三种策略，如下所述：
- 将存活对象复制到另外的内存空间（Copying GC）
清理大的内存区域，把大的区域中存活对象复制到另外的内存空间，原来大的区域就可以清空了。
- 将死亡对象的内存标记为“可分配”（Mark-sweep GC）
在分配的时候，在free list中找一个对象分配，就可以了。
- 移动并整理存活对象（Mark-compact GC）
原地整理空间，这样之后再分配空间，就可以在第三个黑块后面分配。
根据对象的生命周期，需要使用不同的标记和清理策略。
分代GC
分代GC（Generational hypothesis）：most objects die young，其认为很多对象在分配出来之后很快就不再使用了，而每个对象都有年龄，也就是经过GC的次数。
它的目的就是针对年轻和老年的对象，制定不同的GC策略，从而降低整体内存管理的开销。
还有重要的一点就是不同年龄的对象处于heap的不同区域。
- 年轻代（Young generation）
对于年轻代，也就是常规的对象分配，由于其假设，存活对象很少，因此可以采用Copying GC，这种情况下，GC的吞吐率很高。
- 老年代（Old generation）
对于老年代，其中的对象趋向于一直存活着，若反复复制，开销将会很大，因此适合采用Mark-sweep GC
引用计数
其特点是每个对象都有一个与之关联的引用数目，因此该对象存活的条件就是其引用数目大于0。别人引用它，它的引用计数+1。
优点
- 内存管理的操作被平摊到程序的执行过程中
- 内存管理不需要了解runtime的实现细节，C++的智能指针（smart pointer）就是类似的方法
缺点
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维护引用计数的开销很大，因为需要通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性。
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无法回收环形数据结构，也就是weak reference。
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内存开销：每个对象都引入额外的存储空间来存储引用数目。
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回收内存时依然可能引发暂停。
