简单介绍一下go的内存分配机制?有mcentral为啥要mcache?

题目来源:知乎

答案:

1.介绍内存分配机制

GO语言内存管理子系统主要由两部分组成:内存分配器和垃圾回收器(gc)。内存分配器主要解决小对象的分配管理和多线程的内存分配问题。什么是小对象呢?小于等于32k的对象就是小对象,其它都是大对象。小对象的内存分配是通过一级一级的缓存来实现的,目的就是为了提升内存分配释放的速度以及避免内存碎片等问题

2.介绍MCentral

所有线程共享的组件,不是独占的,因此需要加锁操作。它其实也是一个缓存,cache的一个上游用户,但缓存的不是小对象内存块,而是一组一组的内存page(一个page4K)。从图2可以看出,在heap结构里,使用了一个0到n的数组来存储了一批central,并不是只有一个central对象。从上面结构定义可以知道这个数组长度位61个元素,也就是说heap里其实是维护了61个central,这61个central对应了cache中的list数组,也就是每一个sizeclass就有一个central。所以,在cache中申请内存时,如果在某个sizeclass的内存链表上找不到空闲内存,那么cache就会向对应的sizeclass的central获取一批内存块。注意,这里central数组的定义里面使用填充字节,这是因为多线程会并发访问不同central避免false sharing。

3.介绍mcache

每个线程都有一个cache,用来存放小对象。由于每个线程都有cache,所以获取空闲内存是不用加锁的。cache层的主要目的就是提高小内存的频繁分配释放速度。 我们在写程序的时候,其实绝大多数的内存申请都是小于32k的,属于小对象,因此这样的内存分配全部走本地cache,不用向操作系统申请显然是非常高效的

4.阐述二者区别

mcentral与mcache有一个明显区别,就是有锁存在,由于mcentral是公共资源,会有多个mcache向它申请mspan,因此必须加锁,另外,mcentral与mcache不同,由于P绑定了很多Goroutine,在P上会处理不同大小的对象,mcache就需要包含各种规格的mspan,但mcentral不同,同一个mcentral只负责一种规格的mspan就够了。