Go语言学习Day6——GC

1、垃圾回收方法：

1. 追踪垃圾回收，从全局变量和栈出发，寻找所有指针可达对象，标记所有可达对象，最后根据具体策略清理所有不可达对象

分代GC，每一个对象都有经历GC的次数，可以把不同年龄的对象处于Heap的不同区域，对于年轻代可以使用copying collection；而对于老年代，趋向于一直活着，反复复制开销较大，可以采用mark-sweep collection

2. 引用计数，每一个对象都有与之关联的引用数目，对象存活的条件：当且仅当引用数大于0。优点：内存管理的操作被平摊到程序执行过程中，内存管理不需要了解runtime的实现细节，例如C++的智能指针。缺点：维护引用计数的开销较大：通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性；无法回收环形数据结构；内存开销，每个对象都引入额外的内存空间存储引用数目；回收内存时依然可能引发暂停。

2、内存分配

1. 分块

• 目标：为对象分配一块heap内存
• 提前将内存分块
  • 调用系统调用mmap()向OS申请一块大内存，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，用作对象分配
  • 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

2. 缓存

• TCMalloc：thread caching
• 每一个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1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

3. 问题

• 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

4. 优化方案：Balanced GC

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

• GAB用于noscan类型的小对象分配：< 128B

• 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对象

• 本质：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1对象复制到另外分配的GAB中
  • 原先的GAB可以释放，避免内存泄露
  • 本质：用copying GC的算法管理小对象