TCMalloc

概念

• 页（Page） : 页是由连续的物理地址所组成的固定大小的内存块
• Span : 它是由一系列连续的页所组成的固定大小的区域
• ThreadCache ： 每个线程的cache，每个cache包含多个链表，每个链表的内存块大小相同，相当于给内存块大小分类
• CentralCache : 所有线程的共享的cache，cache包含链表数量和Threadcache一致，当ThreadCache的内存块不足时，可以从CentralCache获取内存块
• PageHeap： 堆内存的抽象，PageHeap存的也是若干链表，CentralCache的内存不足时，会从PageHeap获取空闲的内存Span，当CentralCache的内存过多时，会把空闲的内存块放回PageHeap中。

分配过程

TCMalloc 把对象分为3种，小对象大小：0_{256KB，中对象大小：257}1MB
，大对象大小：>1MB

小对象分配顺序：

ThreadCache -> CentralCache -> HeapPage

中对象分配顺序：

直接在PageHeap选择

大对象分配：

从large span set选择合适数量的页面组成span

Go内存管理

概念

• Page ： 与TCMalloc一致
• Span : 与TCMalloc一致
• mcache : 类似于ThreadCache
• mcentral：与TCMalloc中的CentralCache类似，但mcentral中每个级别的span会存两个链表，一个用来存放包含指针的对象，一个用来存放不包含指针的对象
• mheap : mheap与TCMalloc中的PageHeap类似, 但mheap是用树结构存储，TCMlloc中使用链表，里面保存两个二叉排序树，以span的页的数量排序，一个是free，保存span空闲并且非垃圾回收的span,一个是scav，保存是空闲并且已经垃圾回收的span
• object size : 申请内存的对象大小
• size class ： 它是size的级别
• span class ： 指span的级别
• num of page ：简称npage，Page的数量

内存分配

GO中把对象分为小对象和大对象（>32KB）,而小对象分为tiny对象(1Byte~16Byte),和其他小对象

小对象 内存分配：

寻找span的流程如下：

1. 计算对象所需内存大小size
2. 根据size到size class映射，计算出所需的size class
3. 根据size class和对象是否包含指针计算出span class
4. 获取该span class指向的span
5. 从span分配对象空间，从span找到第一个可用的内存块
6. mcache向mcentral申请span，mcentral和mcache一样，都是0~133这134个span class级别，但每个级别都保存了2个span list，即2个span链表 nonempty：这个链表里的span，所有span都至少有1个空闲的对象空间。这些span是mcache释放span时加入到该链表的。empty：这个链表里的span，所有的span都不确定里面是否有空闲的对象空间。当一个span交给mcache的时候，就会加入到empty链表。过程: mcache向mcentral申请span时，mcentral会先从nonempty搜索满足条件的span，如果没有找到再从emtpy搜索满足条件的span，然后把找到的span交给mcache。
7. mecentral向mheap申请span：mcentral需要向mheap提供需要的内存页数和span class级别，然后它优先从free中搜索可用的span。如果没有找到，会从scav中搜索可用的span。如果还没有找到，它会向OS申请内存，再重新搜索2棵树，必然能找到span。如果找到的span比需要的span大，则把span进行分割成2个span，其中1个刚好是需求大小，把剩下的span再加入到free中去，然后设置需要的span的基本信息，然后交给mcentral。

大对象分配

与mcentral向mheap申请内存的相同