快捷導(dǎo)航

GoLang內(nèi)存模型詳細(xì)講解

更新時間：2022年12月15日 10:39:48 作者：上后左愛

go官方介紹go內(nèi)存模型的時候說：探究在什么條件下，goroutine 在讀取一個變量的值的時，能夠看到其它 goroutine 對這個變量進(jìn)行的寫的結(jié)果，Go內(nèi)存模型規(guī)定了一些條件，在這些條件下，在一個goroutine中讀取變量返回的值能夠確保是另一個goroutine中對該變量寫入的值

棧內(nèi)存-協(xié)程棧-調(diào)用棧

為什么go的棧是在堆上？

go 協(xié)程棧的位置： go的協(xié)程棧位于go的堆內(nèi)存，go 的gc 也是對堆上內(nèi)存進(jìn)行GC， go堆內(nèi)存位于操作系統(tǒng)虛擬內(nèi)存上，記錄局部變量，傳遞參數(shù)和返回值，go 使用的參數(shù)拷貝傳遞，如果傳遞的值比較大注意傳遞其指針

go 參數(shù)傳遞使用值傳遞，也就是說傳遞結(jié)構(gòu)體時候，拷貝結(jié)構(gòu)體的指針，傳遞結(jié)構(gòu)體指針時候拷貝的結(jié)構(gòu)體指針所以對于只讀參數(shù)，不進(jìn)行修改，最好傳遞結(jié)構(gòu)體指針

協(xié)程棧的空間不夠大怎么辦？

本地變量太大，棧幀太多

逃逸分析

不是所有的變量都放在協(xié)程棧上，棧幀回收后，需要繼續(xù)使用的變量，或者太大的變量，分為指針逃逸，空接口逃逸和大變量逃逸，從棧逃逸分配到堆空間上

指針逃逸 (函數(shù)返回的指針被其他使用)

func a() *int {
	v :=0
	return &v // 導(dǎo)致 局部變量會分配在堆行 不會分配棧上
}

空接口逃逸（函數(shù)的參數(shù)是interface{} 函數(shù)的實參很可能會逃逸，主要因為interface{} 類型函數(shù)往往會使用反射）

fmt.Println(i) // 入?yún)儆趇nterface{} 空接口, 是否有反射查看值是什么類型 逃逸到堆上

大變量逃逸(過大變量導(dǎo)致的空間不足，超過64KB的變量會逃逸)

// 解決協(xié)程的?？臻g不足

調(diào)用棧幀太多（棧擴容）

解決方式進(jìn)行棧擴容，Go的棧初始空間為2KB
在函數(shù)調(diào)用前判斷?？臻gmorestack
早期使用分段棧(go 1.13) 在邏輯上連接，優(yōu)點沒有空間浪費，棧指針會在不連續(xù)的空間跳轉(zhuǎn)，后期連續(xù)棧，缺點伸縮時候開銷大，擴容為原來2倍, 使用比例不足1/4，變?yōu)樵瓉淼?1/2

go 堆內(nèi)存

操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存：操作系統(tǒng)給應(yīng)用提供的虛擬的內(nèi)存的空間，背后也是物理內(nèi)存或者磁盤

go 使用 heapArena每次申請?zhí)摂M內(nèi)存單元 64MB,所有的heapArena 組成堆內(nèi)存

線性分配據(jù)或者鏈表分配出現(xiàn)空間碎片，所有g(shù)o 語言中使用分級分配，避免內(nèi)存的碎片化，每個內(nèi)存進(jìn)行分級思想， mspan n內(nèi)存管理單元

按照需求進(jìn)行分級分配，runtime.sizeclass.go 進(jìn)行分配，總共有68 個級別。

其中 136 個span , mcentral 屬于鏈接頭，其中 68個需要GC掃描，其他68個不需要GC掃描。 mcentral 的屬于中心索引，使用互斥鎖保護(hù)，在高并發(fā)的場景下鎖沖突嚴(yán)重，參考GMP模型，增加線程的本地緩存。

Go 模仿TCmalloc ，建立自己的堆內(nèi)存架構(gòu)
使用heapArena 向操作系統(tǒng)申請內(nèi)存，以mspan 為單位，防止碎片化
mcentral 是mspan 的中心索引
使用mcache 本地緩存大大降低鎖競爭問題

堆如何進(jìn)行分配

Tiny 微對象（0，16B）無指針 – 分配到普通mspan(class 1 - class 67) --將多個微級對象合并成16Byte
Small 對象[16B, 32K] – 定制作mspan (class 0)
Large 大對象（32KB, +)
heapArena 不足的化會自動申請擴容

go 語言對象的垃圾回收

標(biāo)記-清除
標(biāo)記-整理（go 語言使用分級分配不需要標(biāo)記整理）
標(biāo)記-復(fù)制（只有用內(nèi)存進(jìn)行復(fù)制，但是空間浪費非常大，Java的新生代）總結(jié)： Go 堆內(nèi)存的獨特方式進(jìn)行標(biāo)記清除掉，如何尋找有用？
Gc的起點： 1. 被棧上的指針引用 2.被全局變量引用 3.被寄存器中指針引用
Root 節(jié)點進(jìn)行廣度優(yōu)先策略進(jìn)行搜索（可達(dá)性分析標(biāo)記方法）
暫停所有其他協(xié)程，進(jìn)行可達(dá)性分析，找到無引用的GC 屬于串行GC 屬于在OLD version 中