### 线程加锁 >- sync.Mutex 互斥锁 >- sync.RWMutex 读写分离锁 >- sync.WaitGroup >- sync.Once >- sync.Cond ##### Mutex 示例  ##### WaitGroup 示例  ##### Cond 示例(生产者消费者模式)   ### 线程调度 ##### Linux进程的内存使用  ##### CPU对内存的访问 - CPU 上有个 Memory Management Unit（MMU） 单元 - CPU 把虚拟地址给 MMU，MMU 去物理内存中查询页表，得到实际的物理地址 - CPU 维护一份缓存 Translation Lookaside Buffer（TLB），缓存虚拟地址和物理地址的映射关系  ##### GMP模型  ##### Goroutine创建过程 - 获取或者创建新的 Goroutine 结构体 - 从处理器的 gFree 列表中查找空闲的 Goroutine - 如果不存在空闲的 Goroutine，会通过 runtime.malg 创建一个栈大小足够的新结构体 - 将函数传入的参数移到 Goroutine 的栈上 - 更新 Goroutine 调度相关的属性，更新状态为_Grunnable - 返回的 Goroutine 会存储到全局变量 allgs 中 ### 内存管理 ##### 堆内存管理的挑战 - 内存分配需要系统调用，在频繁内存分配的时候，系统性能降低 - 多线程共享相同的内存空间，同时申请内存时，需要加锁，否则会产生同一块内存被多个线程访问的情况 - 内存碎片的问题，经过不断的内存分配和回收，内存碎片会比较严重，内存的使用效率降低 ##### ThreadCacheMalloc  - page:内存页，一块 8K 大小的内存空间。Go 与操作系统之间的内存申请和释放，都是以 page 为单位的 - span: 内存块，一个或多个连续的 page 组成一个 span - sizeclass : 空间规格，每个 span 都带有一个 sizeclass ，标记着该 span 中的 page 应该如何使用 - object : 对象，用来存储一个变量数据内存空间，一个 span 在初始化时，会被切割成一堆等大的 object ；假设 object 的大小是 16B ，span 大小是 8K ，那么就会把 span 中的 page 就会被初始化 8K / 16B = 512 个 object 。所谓内存分配，就是分配一个 object 出去 > 对象大小定义 > - 小对象大小：0~256KB > - 中对象大小：256KB~1MB > - 大对象大小：>1MB > - 小对象的分配流程 > - ThreadCache -> CentralCache -> HeapPage，大部分时候，ThreadCache 缓存都是足够的，不需要去访问CentralCache 和 HeapPage，无系统调用配合无锁分配，分配效率是非常高的 > - 中对象分配流程 > - 直接在 PageHeap 中选择适当的大小即可，128 Page 的 Span 所保存的最大内存就是 1MB > - 大对象分配流程 > - 从 large span set 选择合适数量的页面组成 span，用来存储数据 ##### Go语言内存分配  - mcache：小对象的内存分配直接走 - size class 从 1 到 66，每个 class 两个 span - Span 大小是 8KB，按 span class 大小切分 - mcentral - Span 内的所有内存块都被占用时，没有剩余空间继续分配对象，mcache 会向 mcentral 申请1个 span，mcache 拿到 span 后继续分配对象 - 当 mcentral 向 mcache 提供 span 时，如果没有符合条件的 span，mcentral 会向 mheap 申请span - mheap - 当 mheap 没有足够的内存时，mheap 会向 OS 申请内存 - Mheap 把 Span 组织成了树结构，而不是链表 - 然后把 Span 分配到 heapArena 进行管理，它包含地址映射和 span 是否包含指针等位图 - 为了更高效的分配、回收和再利用内存 ##### GC工作流程 Golang GC 的大部分处理是和用户代码并行的 - Mark： - Mark Prepare: 初始化 GC 任务，包括开启写屏障 (write barrier) 和辅助 GC(mutator assist)，统计root对象的任 务数量等。这个过程需要STW - GC Drains: 扫描所有 root 对象，包括全局指针和 goroutine(G) 栈上的指针（扫描对应 G 栈时需停止该 G)，将其 加入标记队列(灰色队列)，并循环处理灰色队列的对象，直到灰色队列为空。该过程后台并行执行 - Mark Termination：完成标记工作，重新扫描(re-scan)全局指针和栈。因为 Mark 和用户程序是并行的，所以在 Mark 过 程中可能会有新的对象分配和指针赋值，这个时候就需要通过写屏障（write barrier）记录下来，re-scan 再检查一下，这 个过程也是会 STW 的 - Sweep：按照标记结果回收所有的白色对象，该过程后台并行执行 - Sweep Termination：对未清扫的 span 进行清扫, 只有上一轮的 GC 的清扫工作完成才可以开始新一轮的 GC ##### 三色标记 - GC 开始时，认为所有 object 都是 白色，即垃圾。 - 从 root 区开始遍历，被触达的 object 置成 灰色。 - 遍历所有灰色 object，将他们内部的引用变量置成 灰色，自身置成 黑色 - 循环第 3 步，直到没有灰色 object 了，只剩下了黑白两种，白色的都是垃圾。 - 对于黑色 object，如果在标记期间发生了写操作，写屏障会在真正赋值前将新对象标记为 灰色。 - 标记过程中，mallocgc 新分配的 object，会先被标记成 黑色 再返回。  ##### 垃圾回收触发机制 - 内存分配量达到阀值触发 GC - 每次内存分配时都会检查当前内存分配量是否已达到阀值，如果达到阀值则立即启动 GC。 - 阀值 = 上次 GC 内存分配量 * 内存增长率 - 内存增长率由环境变量 GOGC 控制，默认为 100，即每当内存扩大一倍时启动 GC。 - 定期触发 GC - 默认情况下，最长 2 分钟触发一次 GC，这个间隔在 src/runtime/proc.go:forcegcperiod 变量中被声明 - 手动触发 - 程序代码中也可以使用 runtime.GC()来手动触发 GC。这主要用于 GC 性能测试和统计。