·go语言内置运行时，更好的管理内存使用，不用每次都调用系统分配

go语言运行时内存分配算法为 Thread-CachingMalloc。核心思想就是把内存分为多级管理，从而降低锁的粒度。
go内存分配将堆内存采用二级分配的方式进行管理。每个线程自行维护一块独立的内存池。进行内存池分配时优先从该内存中分配。当内存池不足时才会想全局内存池申请。以避免不同线程对全局内存池的频繁竞争。

基础概念

GO语言运行时会向操作系统申请一块内存。(虚拟内存空间，并不是真正的内存分配)。
申请到的内存块被分配了三个区域，在X64上分别是512MB，16GB，512GB大小。

go1.jpeg
arena区域就是我们所谓的堆区，Go动态分配的内存都是在这个区域，它把内存分割成 8KB大小的页，一些页组合起来称为 mspan。

bitmap区域标识 arena区域哪些地址保存了对象，并用 4bit标志位表示对象是否包含指针、 GC标记信息。 bitmap中一个 byte大小的内存对应 arena区域中4个指针大小（指针大小为 8B ）的内存，所以 bitmap区域的大小是 512GB/(48B)=16GB。
spans区域存放 mspan（也就是一些 arena分割的页组合起来的内存管理基本单元，后文会再讲）的指针，每个指针对应一页，所以 spans区域的大小就是 512GB/8KB8B=512MB。除以8KB是计算 arena区域的页数，而最后乘以8是计算 spans区域所有指针的大小。创建 mspan的时候，按页填充对应的 spans区域，在回收 object时，根据地址很容易就能找到它所属的 mspan。

内存管理单元

mspan:go中内存管理的基本单元。 mspan是一个包含起始地址、mspan规格、页的数量等内容的双端链表。

内存分配超过32KB-32768就算是大对象了。 大对象直接由堆内存分配， 而小对象都要通过mspan来分配。

mspan 结构体的内容 TODO

  1. /usr/local/go/src/runtime/mheap.go

内存管理组件

内存分配有内存分配器完成，分配器由3钟组件构成 mcache、mcentral、 mheadp

mcache

mcentral

mheap

内存分配流程

Go的内存分配器在分配对象时，根据对象的大小，分成三类：小对象（小于等于16B）、一般对象（大于16B，小于等于32KB）、大对象（大于32KB）。
分配流程：

  • 32KB 的对象，直接从mheap上分配；

  • <=16B 的对象使用mcache的tiny分配器分配；

  • (16B,32KB] 的对象，首先计算对象的规格大小，然后使用mcache中相应规格大小的mspan分配；

    • 如果mcache没有相应规格大小的mspan，则向mcentral申请
    • 如果mcentral没有相应规格大小的mspan，则向mheap申请
    • 如果mheap中也没有合适大小的mspan，则向操作系统申请

      总结

      go语言的内存分配原则能复用尽量复用。

  • Go在程序启动时，会向操作系统申请一大块内存，之后自行管理。

  • Go内存管理的基本单元是mspan，它由若干个页组成，每种mspan可以分配特定大小的object。
  • mcache, mcentral, mheap是Go内存管理的三大组件，层层递进。mcache管理线程在本地缓存的mspan；mcentral管理全局的mspan供所有线程使用；mheap管理Go的所有动态分配内存。
  • 极小对象会分配在一个object中，以节省资源，使用tiny分配器分配内存；一般小对象通过mspan分配内存；大对象则直接由mheap分配内存。