mchache在初始化时是没有任何span的,在使用过程中会动态的从central中获取并缓存下来,跟据使用情况,每种class的span个数也不相同 。上图所示,class 0的span数比class1的要多 , 说明本线程中分配的小对象要多一些 。
cache作为线程的私有资源为单个线程服务 , 而central则是全局资源,为多个线程服务 , 当某个线程内存不足时会向central申请,当某个线程释放内存时又会回收进central 。src/runtime/mcentral.go:mcentral定义了central数据结构:
lock: 线程间互斥锁,防止多线程读写冲突
spanclass : 每个mcentral管理着一组有相同class的span列表
nonempty: 指还有内存可用的span列表
empty: 指没有内存可用的span列表
nmalloc: 指累计分配的对象个数线程从central获取span步骤如下:
将span归还步骤如下:
从mcentral数据结构可见,每个mcentral对象只管理特定的class规格的span 。事实上每种class都会对应一个mcentral,这个mcentral的集合存放于mheap数据结构中 。src/runtime/mheap.go:mheap定义了heap的数据结构:
lock: 互斥锁
spans: 指向spans区域,用于映射span和page的关系
bitmap:bitmap的起始地址
arena_start: arena区域首地址
arena_used: 当前arena已使用区域的最大地址
central: 每种class对应的两个mcentral
从数据结构可见 , mheap管理着全部的内存,事实上Golang就是通过一个mheap类型的全局变量进行内存管理的 。mheap内存管理示意图如下:
系统预分配的内存分为spans、bitmap、arean三个区域,通过mheap管理起来 。接下来看内存分配过程 。
针对待分配对象的大小不同有不同的分配逻辑:
(0, 16B) 且不包含指针的对象: Tiny分配
(0, 16B) 包含指针的对象:正常分配
[16B, 32KB] : 正常分配
(32KB, -) : 大对象分配其中Tiny分配和大对象分配都属于内存管理的优化范畴 , 这里暂时仅关注一般的分配方法 。
以申请size为n的内存为例,分配步骤如下:
Golang内存分配是个相当复杂的过程,其中还掺杂了GC的处理 , 这里仅仅对其关键数据结构进行了说明,了解其原理而又不至于深陷实现细节 。1、Golang程序启动时申请一大块内存并划分成spans、bitmap、arena区域
2、arena区域按页划分成一个个小块 。
3、span管理一个或多个页 。
4、mcentral管理多个span供线程申请使用
5、mcache作为线程私有资源,资源来源于mcentral 。
go语言可以做什么1、服务器编程:以前你如果使用C或者C++做的那些事情,用Go来做很合适,例如处理日志、数据打包、虚拟机处理、文件系统等 。
2、分布式系统、数据库代理器、中间件:例如Etcd 。
3、网络编程:这一块目前应用最广,包括Web应用、API应用、下载应用,而且Go内置的net/http包基本上把我们平常用到的网络功能都实现了 。
4、开发云平台:目前国外很多云平台在采用Go开发,我们所熟知的七牛云、华为云等等都有使用Go进行开发并且开源的成型的产品 。
5、区块链:目前有一种说法,技术从业人员把Go语言称作为区块链行业的开发语言 。如果大家学习区块链技术的话,就会发现现在有很多很多的区块链的系统和应用都是采用Go进行开发的,比如ehtereum是目前知名度最大的公链,再比如fabric是目前最知名的联盟链,两者都有go语言的版本,且go-ehtereum还是以太坊官方推荐的版本 。
自1.0版发布以来 , go语言引起了众多开发者的关注,并得到了广泛的应用 。go语言简单、高效、并发的特点吸引了许多传统的语言开发人员,其数量也在不断增加 。
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