Golang 1.14中内存分配、清扫和内存回收

Golang的内存分配是由golang runtime完成，其内存分配方案借鉴自tcmalloc。

主要特点就是

本文中的element指一定大小的内存块是内存分配的概念，并为出现在golang runtime源码中

本文讲述x8664架构下的内存分配

Golang 内存分配有下面几个主要结构

Tiny对象是指内存尺寸小于16B的对象，这类对象的分配使用mcache的tiny区域进行分配。当tiny区域空间耗尽时刻，它会从mcache.alloc[tinySpanClass]指向的mspan中找到空闲的区域。当然如果mcache中span空间也耗尽，它会触发从mcentral补充mspan到mcache的流程。

小对象是指对象尺寸在（16B，32KB]之间的对象，这类对象的分配原则是：

1、首先根据对象尺寸将对象归为某个SpanClass上，这个SpanClass上所有的element都是一个统一的尺寸。

2、从mcache.alloc[SpanClass]找到mspan，看看有无空闲的element，如果有分配成功。如果没有继续。

3、从mcentral.allocSpan[SpanClass]的nonempty和emtpy中找到合适的mspan，返回给mcache。如果没有找到就进入mcentral.grow()—mheap.alloc()分配新的mspan给mcentral。

大对象指尺寸超出32KB的对象，此时直接从mheap中分配，不会走mcache和mcentral，直接走mheap.alloc()分配一个SpanClass==0 的mspan表示这部分分配空间。

对于程序分配常用的tiny和小对象的分配，可以通过无锁的mcache提升分配性能。mcache不足时刻会拿mcentral的锁，然后从mcentral中充mspan 给mcache。大对象直接从mheap 中分配。

在x8664环境上，golang管理的有效的程序虚拟地址空间实质上只有48位。在mheap中有一个pages pageAlloc成员用于管理golang堆内存的地址空间。golang从os中申请地址空间给自己管理，地址空间申请下来以后，golang会将地址空间根据实际使用情况标记为free或者alloc。如果地址空间被分配给mspan或大对象后，那么被标记为alloc，反之就是free。

Golang认为地址空间有以下4种状态：

Golang同时定义了下面几个地址空间操作函数：

在mheap结构中，有一个名为pages成员，它用于golang 堆使用虚拟地址空间进行管理。其类型为pageAlloc

pageAlloc 结构表示的golang 堆的所有地址空间。其中最重要的成员有两个：

在golang的gc流程中会将未使用的对象标记为未使用，但是这些对象所使用的地址空间并未交还给os。地址空间的申请和释放都是以golang的page为单位（实际以chunk为单位）进行的。sweep的最终结果只是将某个地址空间标记可被分配，并未真正释放地址空间给os，真正释放是后文的scavenge过程。

在gc mark结束以后会使用sweep()去尝试free一个span；在mheap.alloc 申请mspan时刻，也使用sweep去清扫一下。

清扫mspan主要涉及到下面函数

如上节所述，sweep只是将page标记为可分配，但是并未把地址空间释放；真正的地址空间释放是scavenge过程。

真正的scavenge是由pageAlloc.scavenge()—sysUnused()将扫描到待释放的chunk所表示的地址空间释放掉（使用sysUnused()将地址空间还给os）

golang的scavenge过程有两种：

手机内存回收机制是什么意思

是内存回收也是释放掉在内存中已经没用的对象。

一方面为了解决这个问题，可以采用第二种方法，就是在之前的基础上将存活的对象给整理一下，使他们变成一个连续的内存，从而释放出连续的较大的内存空间。

还有一种回收方法就是采用复制的办法：将内存分为2块，一块用来存放对象，另一块用来放着，当存放对象的那块满了以后就将上面存活的对象给复制过来，然后在这块内存上工作，并且将之前的内存清空，当自己这块满了以后再复制回去，如此反复。

c语言内存怎么回收和代码是什么？

在C语言中，使用malloc来动态申请内存，申请完后必须释放该空间。如果不手动释放，那么只能等程序运行结束后系统去回收，但在程序运行过程中容易造成内存溢出的问题，所以应该使用free(void*)来手动释放申请的空间，这样可以保证程序的健壮性。案例如下： #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" void main() { //申请20个字节空间 char *str = (char*)malloc(20); //将空间内容设置为 memset(str, '', 20); //为每个字节空间赋值 char *p = str; for (int i = 0; i

回答于 2022-11-16

Android 内存回收机制

新生代的内存区域又被分成三部分，分别是Eden、s0、s1，在hotspot中它们的默认是比例是8:1:1，为什么是这个比例下面会解释。每次分配新对象都是从Eden中分配，新生代的gc过程是，通过gc root对象（gc root对象包括：在栈帧中的对象、native栈中的对象、静态对象）标记存活的对象，并且把存活的对象拷贝到s0中然后清空Eden，接下来的gc又会把Eden和s0存活的对象拷贝到s1中，s0和是s1总有一个是空闲的，gc过程就是把Eden和其中一个s的存活对象拷贝到另一个s中，然后清空s和Eden。为什么Eden：s0：s1是8：***呢？那是因为新生代对象经过一次gc后存活的概率只有5%左右，之前IBM统计过，正是因为新生代经过gc后存活的对象很少，才会使用拷贝擦除这种方法。gc最快的方法就是把没有被gc root对象直接引用或者间接引用的对象标记为无效，但是这样势必会造成大量的内存碎片，所以综合考虑最终在新生代使用拷贝擦除这种算法

在新生代中经过多次gc后仍然存活的对象则会晋升为老年代对象。老年代对象的gc比新生代更耗时。

老年代的gc过程是：

由于Android作为一个终端，需要快速的响应用户的操作，而gc过程又要暂停所有的线程，所以必须要保证的gc的时间不会太长。在Android中应用启动的时候一般会分配一段内存作为初始内存，在应用的运行过程需要创建一个新对象，而初始分配的内存空间已经无法提供足够的内存，此时就会触发gc，如果gc过后还是没有足够内存则会对堆内存进行扩容，扩容到***值后还是没有提供足够的内存则会再进行一次gc，这次gc会把软引用也清空，如果仍然没有足够的内存就抛出oom。

总结起来 Android系统不会一次性就把堆内存分配给应用进程，这样会导致gc的时间很长，用户的操作长时间得不到响应，而是分步给应用进程的堆内存进行扩容直到***限制值

linux内存回收的三种方式

1. 快速内存回收：处于get_page_from_freelist()函数中，在遍历zonelist过程中，对每个zone都在分配前进行判断，如果分配后zone的空闲内存数量 阀值 + 保留页框数量，那么此zone就会进行快速内存回收。其中阀值可能是min/low/high的任何一种，因为在快速内存分配，慢速内存分配和oom分配过程中如果回收的页框足够，都会调用到get_page_from_freelist()函数，所以快速内存回收不仅仅发生在快速内存分配中，在慢速内存分配过程中也会发生。

2. 直接内存回收：处于慢速分配过程中，直接内存回收只有一种情况下会使用，在慢速分配中无法从zonelist的所有zone中以min阀值分配页框，并且进行异步内存压缩后，还是无法分配到页框的时候，就对zonelist中的所有zone进行一次直接内存回收。注意，直接内存回收是针对zonelist中的所有zone的，它并不像快速内存回收和kswapd内存回收，只会对zonelist中空闲页框不达标的zone进行内存回收。在直接内存回收中，有可能唤醒flush内核线程。

3. kswapd内存回收：发生在kswapd内核线程中，每个node有一个swapd内核线程，也就是kswapd内核线程中的内存回收，是只针对所在node的，并且只会对分配了order页框数量后空闲页框数量 此zone的high阀值 + 保留页框数量的zone进行内存回收，并不会对此node的所有zone进行内存回收。

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