GO语言内存管理结构

1、内存分区

Go 的内存主要分为两部分：栈（Stack）、堆（Heap）。

1.1、栈（Stack）

由编译器自动分配/释放，存储函数调用时的局部变量、参数、返回值等。

每个 Goroutine 有独立的栈（初始大小 2KB，可动态扩容/缩容）。

分配速度快（无需 GC 参与），但空间有限。

1.2、堆（Heap）

动态分配的内存（如 new、make 或逃逸分析的变量）。

由垃圾回收器（GC）自动管理，开发者无需手动释放。

分配速度较慢，但空间更大。

2、堆内存管理结构

Go 的堆内存通过多级缓存和分区策略高效管理：

2.1、内存分配器（MCache → MArena → MSpan → MHeap）

MCache（Per-P 缓存）：

1、每个逻辑处理器（P）绑定的本地缓存，存储小对象（≤32KB）的分配。

2、无锁分配，提高并发性能。

MSpan（内存块管理单元）：
1、一组连续的内存页（8KB 的倍数），按大小分类（如 8B、16B、…、32KB）。
2、通过 mspan 结构体管理，记录分配状态。

MArena（堆区抽象）：
1、将堆划分为多个 Arena（64位系统默认每个 64MB），用于大对象分配。

MHeap（全局堆）：
1、管理所有 MSpan，负责向操作系统申请/释放内存（通过 mmap 或 brk）。2、包含空闲列表（free 和 busy 链表）。

2.2、大小分类（Size Class）

将对象按大小分为约 70 个等级（如 8B、16B、24B…）。

每个等级对应固定的 MSpan，减少内存碎片。

2.3、分配流程

小对象（≤32KB）：

优先从当前 P 的 MCache 分配 → 不足时从 MHeap 获取新的 MSpan。

大对象（>32KB）：

直接从 MHeap 分配，绕过 MCache。

3、垃圾回收（Go语言堆空间自动回收）

Go 使用 三色标记-清除算法（并发标记 + STW 清扫）：

1、标记阶段：遍历可达对象（从根对象 Goroutine 栈、全局变量等出发）。

2、清除阶段：回收不可达对象的内存。

3、写屏障（Write Barrier）：保证并发标记时数据一致性。

4、分代策略：Go 1.12+ 引入局部代际优化（但非传统分代 GC）。

4、性能优化点

1、减少堆分配：避免指针逃逸、复用对象（如 sync.Pool）。

2、控制 GC 频率：调节 GOGC 环境变量（默认 100%）。

3、监控工具：

runtime.ReadMemStats 获取内存统计。

pprof 分析内存泄漏。