Go 学习笔记第二部分 源码.pdf

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Go 学习笔记第二部分 源码

Go 学习笔记第⼆部分 源码 第⼆部分 源码 基于 Go 1.4 ,相关⽂件位于 src/runtime ⽬录。⽂章忽略了 32bit 代码,有兴趣的可⾃ ⾏查看源码⽂件。为便于阅读, 例代码做过裁剪。 1. Memory Allocator Go 内存分配器基于 tcmalloc 模型,这在 malloc .h 头部注释中有明确说明。 Memory allocator, based on tcmalloc. /doc/tcmalloc.html 核⼼⽬标很简单: 从 mmap 申请⼤块内存,⾃主管理,减少系统调⽤。 基于块的内存复⽤体系,加快内存分配和回收操作。 分配器以页为单位向操作系统申请⼤块内存。这些⼤块内存由 n 个地址连续的页组 成,并⽤名为 span 的对象进⾏管理。 malloc .h PageShift = 1 , PageSize = 1PageShift, // 8192 bytes 当需要时,span 所管理内存被切分成多个⼤⼩相等的⼩块,每个⼩块可存储⼀个对 象,故称作 object 。 分配器以 32KB 为界,将对象分为⼤⼩两种。 malloc .h MaxSmallSize = 210, ⼤对象直接找⼀个⼤⼩合适的 span ,这个⽆需多⾔。⼩对象则以 8 的倍数分为不同⼤ ⼩等级 (size class) 。⽐如 class1 为 8 字节,可存储 1 ~ 8 字节⼤⼩的对象。 NumSizeClasses = 67, 当然,实际的对应规则并不是连续和固定的,会根据⼀些经验和测试结果进⾏调整, 以获得最佳的性能和内存利⽤率。 malloc .h // Size classes. Computed and initialized by InitSizes. // // SizeToClass(0 = n = MaxSmallSize) returns the size class, // 1 = sizeclass NumSizeClasses, for n. // Size class 0 is reserved to mean not small. // // class_to_size[i] = largest size in class i // class_to_allocnpages[i] = number of pages to allocate when // making new objects in class i int 2 runtime·SizeToClass(int 2); externint 2 runtime·class_to_size[NumSizeClasses]; externint 2 runtime·class_to_allocnpages[NumSizeClasses]; externint8 runtime·size_to_class8[1024/8 + 1]; externint8 runtime·size_to_class128[(MaxSmallSize-1024)/128 + 1] 为了管理好内存,分配器使⽤三级组件来完成不同操作。 heap 全局根对象。负责向操作系统申请内存,管理由垃圾回收器收回的空闲 span 内存块。 central 从 heap 获取空闲 span ,并按需要将其切分成 object 块。heap 管理着多 个central 对象,每个 central 负责处理⼀种等级的内存分配需求。 cache 运⾏期,每个 cache 都与某个具体线程相绑定,实现⽆锁内存分配操 作。其内部有个以等级为序号的数组,持有多个切分好的 span 对象。缺少空间 时,向等级对应的 central 获取新的 span 即可。 简单描述⼀下内存分配和回收流程。 分配流程: 通过 size class 反查表计算待分配对象等级。 从 cache .alloc[sizeclass] 找到等级相同的 span 。 从 span 切分好的链表中提取可⽤ object 。 如 span 没剩余空间,则从 heap .central[sizeclass] 找到对应 central ,获取 span 。 如 central 没可⽤ span ,则向 heap 申请,

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