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go语言scan空值情况 go语言scanf( 四 )

IT技术对象


预申请的内存划分为spans、bitmap、arena三部分 。其中arena即为所谓的堆区，应用中需要的内存从这里分配 。其中spans和bitmap是为了管理arena区而存在的 。
arena的大小为512G ， 为了方便管理把arena区域划分成一个个的page，每个page为8KB,一共有512GB/8KB个页；
spans区域存放span的指针，每个指针对应一个page，所以span区域的大小为(512GB/8KB)乘以指针大小8byte = 512M
bitmap区域大小也是通过arena计算出来，不过主要用于GC 。
span是用于管理arena页的关键数据结构，每个span中包含1个或多个连续页，为了满足小对象分配，span中的一页会划分更小的粒度，而对于大对象比如超过页大小，则通过多页实现 。
根据对象大小，划分了一系列class，每个class都代表一个固定大小的对象，以及每个span的大小 。如下表所示：
上表中每列含义如下：
class： class ID，每个span结构中都有一个class ID, 表示该span可处理的对象类型
bytes/obj：该class代表对象的字节数
bytes/span：每个span占用堆的字节数 ， 也即页数乘以页大小
objects: 每个span可分配的对象个数，也即（bytes/spans）/（bytes/obj）waste
bytes: 每个span产生的内存碎片，也即（bytes/spans）%（bytes/obj）上表可见最大的对象是32K大小 ， 超过32K大小的由特殊的class表示 ， 该class ID为0，每个class只包含一个对象 。
span是内存管理的基本单位,每个span用于管理特定的class对象, 跟据对象大小，span将一个或多个页拆分成多个块进行管理 。src/runtime/mheap.go:mspan定义了其数据结构：
以class 10为例，span和管理的内存如下图所示：
spanclass为10，参照class表可得出npages=1,nelems=56,elemsize为144 。其中startAddr是在span初始化时就指定了某个页的地址 。allocBits指向一个位图，每位代表一个块是否被分配，本例中有两个块已经被分配，其allocCount也为2 。next和prev用于将多个span链接起来 ， 这有利于管理多个span ， 接下来会进行说明 。
有了管理内存的基本单位span，还要有个数据结构来管理span ， 这个数据结构叫mcentral，各线程需要内存时从mcentral管理的span中申请内存，为了避免多线程申请内存时不断的加锁，Golang为每个线程分配了span的缓存，这个缓存即是cache 。src/runtime/mcache.go:mcache定义了cache的数据结构
alloc为mspan的指针数组，数组大小为class总数的2倍 。数组中每个元素代表了一种class类型的span列表，每种class类型都有两组span列表，第一组列表中所表示的对象中包含了指针，第二组列表中所表示的对象不含有指针，这么做是为了提高GC扫描性能，对于不包含指针的span列表 ， 没必要去扫描 。根据对象是否包含指针，将对象分为noscan和scan两类，其中noscan代表没有指针，而scan则代表有指针，需要GC进行扫描 。mcache和span的对应关系如下图所示：
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

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