Go 内存管理 & 编译器优化思路 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 9 天

内存管理

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

内存分配-缓存

  • TCMalloc: thread caching
  • 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
  • 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

小结

  • 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

编辑器和静态分析

编辑器的结构

  • 分析部分(前端 front end)
    • 词法分析,生成词素 (lexeme)
    • 语法分析,生成语法树
    • 语义分析,收集类型信息,进行语义检查
    • 中间代码生成,生成 intermediate representation
  • 综合部分(后端 back end)
    • 代码优化,机器无关优化,生成优化后的1R
    • 代码生成,生成目标代码

静态分析

  • 静态分析:不执行程序代码,推导程序的行为,分析程序的性质。
  • 控制流 (Control flow):程序执行的流程
  • 数据流 (Data flow):数据在控制流上的传递

通过分析控制流和数据流,我们可以知道更多关于程序的性质 (properties)根据这些性质优化代码

过程内分析和过程间分析

  • 过程内分析 (Intra-procedural analysis)
    • 仅在函数内部进行分析
  • 过程间分析 (Inter-procedural analysis)
    • 考虑函数调用时参数传递和返回值的数据流和控制流

为什么过程间分析是个问题?

  • 需要通过数据流分析得知 1的具体类型,才能知道 i.foo() 调用的是哪个 foo()
  • 根据 i 的具体类型,产生了新的控制流,A.foo(),分析继续
  • 过程间分析需要同时分析控制流和数据流 -- 联合求解,比较复杂

学习内容总结

  • 编译器的结构与编译的流程
  • 编译器后端优化
  • 数据流分析和控制流分析
  • 过程内分析和过程间分析