这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 14 天。

Go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
• • 调用系统调用mmap()向OS申请一大块内存，例如4MB
• • 先将内存划分成大块，例如8KB，称作mspan
• • 再将大块继续划分成特定大小的小块，用于对象分配
• • noscan mspan：分配不包含指针的对象————GC不需要扫描
• • 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

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

Go内存管理优化

• 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
• • 分配路径长：g -> m -> p -> mcache -> mspan -> memory block -> return pointer
• • pprof：对象分配的函数是最频繁调用的函数之一

优化方案Balanced GC

• 每个g都绑定一大块内存（1 KB），称作goroutine allocation buffer（GAB）
• GAB用于noscan类型的小对象分配：< 128 B
• 使用三个指针维护GAB：base，end，top
• Bump pointer（指针碰撞）风格对象分配
• • 无需和其他分配请求互斥
• • 分配动作简单高效

• 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
• • 当GAB总大小超过一定阈值时，将GAB中存活的对象复制到另外分配的GAB中
• • 原先的GAB可以释放，避免内存泄漏
• • 本质：用copying GC的算法管理小对象