内存管理
常见的GC模式
- 引用计数(销毁引用,计数器-1,为0,回收)
- 标记清除(mark and sweep) 缺点:每次GC需要暂停所有的运行代码(go1.5之前使用),(go1.5之后使用)变种”三色标记”
- 分代搜集
内存泄漏
- 堆内存泄漏(使用内存后未释放)
- 系统资源泄漏(使用后未关闭句柄)
GC调优
- 减少对象的分配(对象重用)
go程序内存占用大的问题
- 是go的垃圾回收有个触发阈值,这次是4M,gc百分比参数是100,下次触发gc是8M
- 操作系统”拖延症”策略
- 每次申请1M的内存,然后分割成不同大小的span,给对象使用,不使用的5分钟后交还系统
对齐规则
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结构体的成员变量： 编译器默认对齐长度 和 当前成员变量类型的长度（unsafe.Sizeof） 这2者间取最小值作为当前类型的对齐值。其偏移量必须为对齐值的整数倍
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结构体本身：编译器默认对齐长度 和 结构体的所有成员变量类型中的最大长度 这2者间 取最大数的最小整数倍作为对齐值
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结合以上两点，可得知若编译器默认对齐长度（#pragma pack(n)）超过结构体内成员变量的类型最大长度时，默认对齐长度是没有任何意义的
如何观察GC
- GODEBUG=gctrace=1
- go tool trace(有图)
- runtime.ReadMemStats
有GC，为何还会内存泄漏
- 预期能被快速释放的内存因被根对象引用而没有得到迅速释放(局部使用变量存到全局对象)
- goroutine 泄漏(协程上下文保存)
Go并发标记清除的，存在什么难点
- 用户态代码可能并发地更新对象图
什么是根对象
- 全局变量
- 执行栈：每个 goroutine 都包含自己的执行栈，这些执行栈上包含栈上的变量及指向分配的堆内存区块的指针。
- 寄存器
GC
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Go1.3采用标记清除法， Go1.5采用三色标记法，Go1.8采用三色标记法+混合写屏障。
- 一次完整的GC分为四个阶段：
- 准备标记（需要STW），开启写屏障。
- 开始标记
- 在进入 GC 的三色标记阶段的一开始，所有对象都是白色的。
- 遍历根节点集合里的所有根对象，把根对象引用的对象标记为灰色，从白色集合放入灰色集合。
- 遍历灰色集合，将灰色对象引用的对象从白色集合放入灰色集合，之后将此灰色对象放入黑色集合
- 重复第三步, 直到灰色集合中无任何对象。
- 回收白色集合里的所有对象，本次垃圾回收结束。
- 标记结束（STW），关闭写屏障
- 清理（并发）
- 基于插入写屏障和删除写屏障在结束时需要STW来重新扫描栈，带来性能瓶颈。混合写屏障分为以下四步：
- GC开始时，将栈上的全部对象标记为黑色（不需要二次扫描，无需STW）；
- GC期间，任何栈上创建的新对象均为黑色
- 被删除引用的对象标记为灰色
- 被添加引用的对象标记为灰色
- 总而言之就是确保黑色对象不能引用白色对象，这个改进直接使得GC时间从 2s降低到2us。
有了 GC，为什么还会发生内存泄露
- 预期能被快速释放的内存因被根对象引用而没有得到迅速释放
- goroutine 泄漏
- 如果一个 goroutine 尝试向一个没有接收方的无缓冲 channel 发送消息，则该 goroutine 会被永久的休眠，整个 goroutine 及其执行栈都得不到释放
触发 GC 的时机是什么？
- 主动触发，通过调用 runtime.GC 来触发 GC，此调用阻塞式地等待当前 GC 运行完毕。
- 被动触发，分为两种方式：
- 使用系统监控，当超过两分钟没有产生任何 GC 时，强制触发 GC。
- 使用步调（Pacing）算法，其核心思想是控制内存增长的比例。
GC优化
- 控制内存分配的速度，限制 goroutine 的数量，从而提高赋值器对 CPU 的利用率。
- 减少并复用内存，例如使用 sync.Pool 来复用需要频繁创建临时对象，例如提前分配足够的内存来降低多余的拷贝。
- 需要时，增大 GOGC 的值，降低 GC 的运行频率。