Go内存管理

这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 3 天

目标: 为对象在 heap 上分配内存

提前将内存分块：

1、调用系统调用 mmap() 向 OS 申请一大块内存，例如 4 MB

2、先将内存划分成大块，例如 8 KB，称作 mspan

3、再将大块继续划分成特定大小的小块，用于对象分配

4、noscan mspan: 分配不包含指针的对象——GC 不需要扫描

5、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

1、TCMalloc: thread caching

2、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

3、mcache 管理一组 mspan

4、当 mcache 中的 mspan 分配完毕，向 mcentral 申请带有未分配块的 mspan

5、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

6、对象分配是非常高频的操作: 每秒分配 GB 级别的内存

7、小对象占比较高

8、Go 内存分配比较耗时

（1）分配路径长: g -> m -> p -> mcache -> mspan -> memory block -> return pointer

（2）pprof: 对象分配的函数是最频繁调用的函数之一。

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

2、GAB 用于 noscan 类型的小对象分配: < 128 B

3、使用三个指针维护 GAB: base,end,top

4、Bump pointer (指针碰撞) 风格对象分配

（1）无须和其他分配请求互斥

（2）分配动作简单高效

6、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

（1）当 GAB 总大小超过一定值时，将 GAB 中存活的对象复制到另外分配的 GAB 中

（2）原先的 GAB 可以释放，避免内存泄漏

（3）本质: 用 copying GC 的算法管理小对象（根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略）

Go对象分配会导致分配路径过长和小对象居多等性能问题，而Balanced GC采用了指针碰撞风格的对象分配，并实现了copying GC，从而提高了性能。