这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第6天
一、本堂课重点内容：
本节课程主要分为四个方面：
- 自动内存管理
- Go 内存管理及优化
- 编译器和静态分析
- Go 编译器优化
二、详细知识点介绍：
1 . 自动内存管理
- Auto memory management: 自动内存管理
- Grabage collction: 垃圾回收
- Mutator: 业务线程
- Collector: GC 线程
- Concurrent GC: 并发 GC
- Parallel GC: 并行 GC
-
Tracing garbage collection: 追踪垃圾回收
- Copying GC: 复制对象 GC
- Mark-sweep GC: 标记-清理 GC
- Mark-compact GC: 标记-压缩 GC
- Reference counting: 引用计数
-
Generational GC: 分代 GC
- Young generation: 年轻代
- Old generation: 老年代
2 . Go 内存管理及优化
- TCMalloc
mmap()系统调用
- scan object 和 noscan object
- mspan, mcache, mentral
- Bump-pointer object allocation: 指针碰撞风格的对象分配
3 . 编译器和静态分析
- 词法分析
- 语法分析
- 语义分析
- Intermediate representation (IR) 中间表示
- 代码优化
- 代码生成
- Control flow: 控制流
- Data flow: 数据流
- Intra-procedural analysis 过程内分析
- Inter-procedural analysis: 过程间分析
4 . Go 编译器优化
- Function inlining: 函数内联
-
Escape analysis: 逃逸分析
三、实践练习例子：
字节跳动的优化方案
- Balanced GC
- 核心：将 noscan 对象在 per-g allocation buffer (GAB) 上分配，并使用移动对象 GC 管理这部分内存，提高对象分配和回收效率
- 每个 g 会附加一个较大的 allocation buffer (例如 1 KB) 用来分配小于 128 B 的 noscan 小对象
- bump pointer 风格的对象分配。示意如下。
if g.ab.end - g.ab.top < size {
// Allocate a new allocation buffer
}
addr := g.ab.top
g.ab.top += size
return addr
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- 分配对象时，根据对象大小移动
top指针并返回，快速完成一次对象分配
- 同原先调用
mallocgc()进行对象分配的方式相比，balanced GC 缩短了对象分配的路径，减少了对象分配执行的指令数目，降低 CPU 使用
从 Go runtime 内存管理模块的角度看，一个 allocation buffer 其实是一个大对象。本质上 balanced GC 是将多次小对象的分配合并成一次大对象的分配。因此，当 GAB 中哪怕只有一个小对象存活时，Go runtime 也会认为整个大对象（即 GAB）存活。为此，balanced GC 会根据 GC 策略，将 GAB 中存活的对象移动到另外的 GAB 中，从而压缩并清理 GAB 的内存空间，原先的 GAB 空间由于不再有存活对象，可以全部释放，如下图所示。
上图上方是两个 GAB，其中虚线表示 GAB 中对象的分界线。黑色表示 GAB 中存活的对象，白色表示死掉的对象。由于 GAB 中有存活对象，整个 GAB 无法被回收。
Balanced GC 会将 GAB 中存活的对象移动到下面的 GAB 中，这样原先的两个 GABs 就可以被释放，压缩并清理 GAB 的内存空间。
Balanced GC 只负责 noscan 对象的分配和移动，对象的标记和回收依然依赖 Go GC 本身，并和 Go GC 保持兼容。
四、课后个人总结：
今天大概学了自动内存管理，Go 内存管理及优化，编译器和静态分析，Go 编译器优化。
