Go语言内存管理

内存分配器

线性分配器

1. 线性分配器有较快的执行速度、较低的实现复杂度，但是无法在内存被释放时重用内存。

2. 线性分配器需要配合使用具有拷贝特性的垃圾回收算法，如标记压缩（Mark-compact）、复制回收（Copying GC）和分代回收（Generational GC）等；通过拷贝的方式整理存活对象的碎片，将空闲内存定期合并。

空闲链表分配器

1. 以链表的形式连接不同的内存块，所以可以重用已经释放的内存；

2. 分配内存时需要遍历链表，从链表中选择合适的内存块，有四种分配策略：

   • 首次适应（First-Fit）— 从链表头开始遍历，选择第一个大小大于申请内存的内存块；

   • 循环首次适应（Next-Fit）— 从上次遍历的结束位置开始遍历，选择第一个大小大于申请内存的内存块；

   • 最优适应（Best-Fit）— 从链表头遍历整个链表，选择最合适的内存块；

   • 隔离适应（Segregated-Fit）— 将内存分割成多个链表，每个链表中的内存块大小相同，申请内存时先找到满足条件的链表，再从链表中选择合适的内存块，这种分配策略减少了需要遍历的内存块数量，提高了内存分配的效率，Go语言中使用的内存分配策略，与这种类似；

分级分配

1. Go语言的内存分配器是借鉴了TCMalloc的设计，将对象根据大小分类并使用多级缓存，实施不同的分配策略；

   • 类别：微对象 (0, 16B)、小对象[16B, 32KB]、大对象(32KB, +∞)

   • 多级缓存：线程缓存（Thread Cache）、中心缓存（Central Cache）和页堆（Page Heap）

   • 线程缓存属于独立的线程，不需要互斥锁、减少了锁竞争上的性能损耗，能满足绝大多数的内存分配需求，当不能满足时会使用中心缓存解决小对象的内存分配问题，遇到32KB以上的对象时内存分配器会选择页堆直接分配内存；

     2fad4a70d28768eac488b9b00d56639b.png

虚拟内存布局

1. Go语言1.10及以前版本使用线性的堆内存，这种设计简单且方便，但是在C和Go混合使用时会造成程序崩溃；