Golang 内存分配的实现?

参考解析

题目来源: 小米、shopee、腾讯、阿里、知乎、地平线

答案:

Golang内存分配和TCMalloc差不多,都是把内存提前划分成不同大小的块,其核心思想是把内存分为多级管理,从而降低锁的粒度。

先了解下内存管理每一级的概念:
mspan
mspan跟tcmalloc中的span相似,它是golang内存管理中的基本单位,也是由页组成的,每个页大小为8KB,与tcmalloc中span组成的默认基本内存单位页大小相同。mspan里面按照8*2n大小(8b,16b,32b … ),每一个mspan又分为多个object。

mcache
mcache跟tcmalloc中的ThreadCache相似,ThreadCache为每个线程的cache,同理,mcache可以为golang中每个Processor提供内存cache使用,每一个mcache的组成单位也是mspan。

mcentral
mcentral跟tcmalloc中的CentralCache相似,当mcache中空间不够用,可以向mcentral申请内存。可以理解为mcentral为mcache的一个“缓存库”,供mcaceh使用。它的内存组成单位也是mspan。

mcentral里有两个双向链表,一个链表表示还有空闲的mspan待分配,一个表示链表里的mspan都被分配了。

mheap
mheap跟tcmalloc中的PageHeap相似,负责大内存的分配。当mcentral内存不够时,可以向mheap申请。那mheap没有内存资源呢?跟tcmalloc一样,向OS操作系统申请。

还有,大于32KB的内存,也是直接向mheap申请。

golang 分配内存具体过程如下:

  1. 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