tmcalloc

参考链接
分配内存策略：全局缓存堆 + 进程私有缓存

• 对于小容量的内存申请，优先尝试进程私有缓存，若私有缓存不足，则向全局缓存申请。
• 对于大容量的内存申请，直接向全局缓存申请。
• 进程私有缓存：单链表数组，默认分配86个大小不同的块，每个块上的数组使用才初始化。
• 全局缓存堆：单链表数组，一共会分配256个不同大小的块，1 page = 4k，链表对应数组每个元素page递增。
• span：一个span可以包含几个连续分页，span的状态：未分配、作为大对象分配、作为小对象分配。

golang 内存管理

和tcmalloc的区别：

• 局部缓存不针对进程或线程，而是分配给P（goroutine）

• golang的gc会stop the world

  golang 变量分配：

• 小内存变量直接分配在栈，若内存不够则在堆分配

• 小内存若在函数中被返回，有可能分配在堆
• 大内存变量直接在堆分配

内存关键数据结构：

• mcache：goroutine cache，可以认为是 local cache。
• mcentral：全局cache，mcache 不够用的时候向 mcentral 申请。
• mheap：当mcentral 也不够用的时候，通过 mheap 向操作系统申请。

mcache：

• 好处：内存分配不会涉及锁竞争。
• 链表数组结构，如果内存不够时，会向mcentral申请。
• mspam 数组进行管理。

mcentral：

• 链表数组结构，如果内存不够时，会向mcentral申请。
• 会涉及到锁竞争。
• mspan list 管理。

mheap：

• 在系统初始化的时候会堆mheap进行申请和初始化。
• 如果内存不够，会向系统内存申请。

对象分配内存的主要流程：

• object size > 32K，则使用 mheap 直接分配。
• object size < 16K，直接使用mcache直接分配。
• object size > 16K && object size < 32K，先使用 mcache 中对应的 size class 分配。 如果 mcache 对应的 size class 的 span 已经没有可用的块，则向 mcentral 请求。 如果 mcentral 也没有可用的块，则向 mheap申请，并切分。 如果 mheap 也没有合适的 span，则想操作系统申请。

内存回收流程：

• mcache 归还内存分两部分：归还mcentral内存，可能涉及锁竞争；除此之外，归还到mheap，直接插入链表头。
• mcentral 归还mheap。
• mheap 定时归还系统内存。

各个版本的垃圾回收机制：

• v1.1 STW
• v1.3 Mark STW,Sweep 并行
• v1.5 三色标记法
• v1.8 hybrid write barrier

触发gc条件：

• 主动gc和被动gc（分配大小超过32k的对象）

gc机制：

• 参考链接
• 三色标记 + 写屏障

三色标记：

• 初始化：所有对象最开始都是白色。
• 遍历可达对象：从 root 开始找到所有可达对象，标记为灰色，放入待处理队列。
• BFS：遍历灰色对象队列，将其引用对象标记为灰色放入待处理队列，自身标记为黑色。
• 处理完灰色对象队列，执行清扫工作。

具体实现：

1. 从root对象开始遍历，包括全局root指针和goroutine对象指针
2. mark：1. 从root指针遍历其余对象；2. 因为mark执行和用户程序并行，需要记录下mark期间新分配的对象，write barrier + re-scan
3. Stop The World 有两个过程：1. GC 将要开始的时候，这个时候主要是一些准备工作，比如 enable write barrier。2. 上面提到的 re-scan 过程。如果这个时候没有 stw，那么 mark 将无休止。
4. 清理速度提升：span可标示分配的对象，未被span标示的可被回收。