golang内存分配 (二)教程
源码基于go1.8rc3。
首先看看mheap的数据结构
// mheap本身只包含"free[]" and "large"数组
// 但其他的全局数据也在这里
// mheap 禁止从堆上创建，因包含的mSpanLists不能从堆上创建
type mheap struct {
lock mutex
free [_MaxMHeapList]mSpanList // free lists of given length
freelarge mSpanList // free lists length >= _MaxMHeapList
busy [_MaxMHeapList]mSpanList // busy lists of large objects of given length
busylarge mSpanList // busy lists of large objects length >= _MaxMHeapList
sweepgen uint32 // sweep generation, see comment in mspan
sweepdone uint32 // all spans are swept
// allspans是所有曾经创建过的mspans的数组，每个mspan只存储一次
// allspans的内存是手动管理的，随着堆的增长，可以重新创建或移动
// 一般来说，allspans是被mheap.lock所保护，当释放backing store时，锁用于防止并发的访问
// 在STW期间访问可能不会持有锁，但必须确保分配不会发生在访问的时候(因为这可能释放backing store)
allspans []*mspan // all spans out there
// spans是一张查询表，用于映射虚拟地址页的id到*mspan
// 对于已经分配spans，它们的页映射到span本身
// 对于空闲的spans，只有最低位和最高位的页映射到span本身
// 内部的页映射到一个固定的span
// 对于从未分配过的页，span是空的
// 空间分配在一个预先储备好大块的地址上，因此它可以不断增长而不需要移动。len(spans)是分配出去的内存，
// cap(spans)是所有储备的内存空间
spans []*mspan
// sweepSpans包含两个mspan栈，一个是已经清理的使用中的spans，一个是未清理的使用中的spans。
// 这两个角色在每个GC周期相互转换，因此sweepgen这个字段在每个GC周期中增加2,这意味着清理完的spans
// 存放在sweepSpans[sweepgen/2%2]，而未清理的spans存放在sweepSpans[1-sweepgen/2%2]。
// 清理过程会把spans从未清理的栈中取出来，并把使用中的spans放到清理完成的栈中。同样的，分配一个使用中
// 的span会把它放到已清理的栈中
sweepSpans [2]gcSweepBuf
_ uint32 // align uint64 fields on 32-bit for atomics
// Proportional sweep
pagesInUse uint64 // pages of spans in stats _MSpanInUse; R/W with mheap.lock
spanBytesAlloc uint64 // bytes of spans allocated this cycle; updated atomically
pagesSwept uint64 // pages swept this cycle; updated atomically
sweepPagesPerByte float64 // proportional sweep ratio; written with lock, read without
// TODO(austin): pagesInUse should be a uintptr, but the 386
// compiler can't 8-byte align fields.
// Malloc stats.
largefree uint64 // bytes freed for large objects (>maxsmallsize)
nlargefree uint64 // number of frees for large objects (>maxsmallsize)
nsmallfree [_NumSizeClasses]uint64 // number of frees for small objects (<=maxsmallsize)
// range of addresses we might see in the heap
bitmap uintptr // Points to one byte past the end of the bitmap
bitmap_mapped uintptr
arena_start uintptr
arena_used uintptr // always mHeap_Map{Bits,Spans} before updating
arena_end uintptr
arena_reserved bool
// central free lists for small size classes.
// the padding makes sure that the MCentrals are
// spaced CacheLineSize bytes apart, so that each MCentral.lock
// gets its own cache line.
central [_NumSizeClasses]struct {
mcentral mcentral
pad [sys.CacheLineSize]byte
}
spanalloc fixalloc // allocator for span*
cachealloc fixalloc // allocator for mcache*
specialfinalizeralloc fixalloc // allocator for specialfinalizer*
specialprofilealloc fixalloc // allocator for specialprofile*
speciallock mutex // lock for special record allocators.
}