golang内存分配

作者：钱文

Go 的分配采用了类似 tcmalloc 的结构.特点: 使用一小块一小块的连续内存页, 进行分配某个范围大小的内存需求. 比如某个连续 8KB 专门用于分配 17-24 字节,以此减少内存碎片. 线程拥有一定的 cache, 可用于无锁分配.

同时 Go 对于 GC 后回收的内存页, 并不是马上归还给操作系统, 而是会延迟归还, 用于满足未来的内存需求.



在 1.10 以前 go 的堆地址空间是线性连续扩展的, 比如在 1.10(linux amd64)中, 最大可扩展到 512GB. 因为 go 在 gc 的时候会根据拿到的指针地址来判断是否位于 go 的 heap 的, 以及找到其对应的 span, 其判断机制需要 gc heap 是连续的. 但是连续扩展有个问题, cgo 中的代码(尤其是 32 位系统上)可能会占用未来会用于 go heap 的内存. 这样在扩展 go heap 时, mmap 出现不连续的地址, 导致运行时 throw.

在 1.11 中, 改用了稀疏索引的方式来管理整体的内存. 可以超过 512G 内存, 也可以允许内存空间扩展时不连续.在全局的 mheap struct 中有个 arenas 二阶数组, 在 linux amd64 上,一阶只有一个 slot, 二阶有 4M 个 slot, 每个 slot 指向一个 heapArena 结构, 每个 heapArena 结构可以管理 64M 内存, 所以在新的版本中, go 可以管理 4M*64M=256TB 内存, 即目前 64 位机器中 48bit 的寻址总线全部 256TB 内存.



go 的内存分配类似于 tcmalloc, 采用了 span 机制来减少内存碎片. 每个 span 管理 8KB 整数倍的内存, 用于分配一定范围的内存需求.


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