x高性能Go语言发行版优化与落地实践
本节课主要内容
优化
内存管理优化
编译器优化
背景
自动内存管理和Go内存管理
编译器优化
性能优化是什么？
提升软件系统处理能力，减少不必要消耗
为什么做性能优化？
用户体验、资源的高效利用
怎么做优化？
- 业务层优化
- 语言运行时优化
总结：
- 性能优化的基本问题
- 性能优化的两个层面
- 性能优化的可维护性
一、自动内存管理
1、自动内存管理
动态内存
程序运行时内存的动态分配：
malloc()自动内存管理
避免手动内存管理
保证内存的使用的正确性和安全性：double-free-problem 和 use-after-free problem
相关概念
Mutator
业务线程，分配新的对象，修改对象的指向关系
Collector
GC线程，找到存活对象，回收死亡对象
Serial GC
只有一个collector
Parallel GC
支持多个collector
Concurrent GC
业务线程和GC线程同时执行，必须感知对象指向关系的改变
评价GC 算法
安全性（Safety）：不能回收存活的对象 基本要求
吞吐率（Throughput）：花在GC上的时间
暂停时间（Pause time）：stop the world（STW）业务是否感知
内存开销 （Space overhead）GC 元数据开销
追踪垃圾回收（Tracing garbage collection）
引用计数（Reference counting）
2、追踪垃圾回收
回收条件：指针指向关系不可达
标记根对象：静态变量、全局变量、常量、线程栈
标记：找到可达对象
- 求指针指向关系的传递闭包：从根对象出发，找到所有可达对象
清理：所有不可达对象
- Copying GC
- Mark-Sweep GC
- Mark-Compact GC
根据对象的生命周期选择不同的标记清理策略
3、分代GC（Generational GC）
分代假说 (Generational hypothesis)： most objects die young
Intuition：很多对象在分配出来后很快就不再使用了
每个对象都有年龄：经历过 GC 的次数
目的：针对年轻和老年的对象，制定不同的 GC 策路，降低整体内存管理的开销，不同年龄的对象处于 heap的不同区域
年轻代 (Young generation)
常规的对象分配
由于存活对象很少，可以采用 copying collection
GC 吞吐率很高
老年代 (Old generation)
对象趋向于一直活着，反复复制开销较大
可以采用 mark-sweep collection
4、引用计数
每个对象都有一个与之关联的引用数目
对象存活的条件：当且仅当引用数大于 0
优点
内存管理的操作被平雄到程序执行过程中
内存管理不需要了解runtime 的实现细节：C++ 智能指针 (smart pointer)
缺点
维护引用计数的开销较大：通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性
无法回收环形数据结构—weak reference
内存开销：每个对象都引1入的额外内存空间存储引用数目
回收内存时依然可能引发暂停
5、总结
- 背景和意义
- 概念和评价方法
- 追踪垃圾回收
- 引用回收
- 分代GC