【金秋打卡】第3天 Go的内存模型和mcentral

课程名称：深入Go底层原理，重写Redis中间件实战

课程章节：9-5

课程讲师：Moody

课程内容：

▲对于整个内存的描述是mheap

▲mheap下面有2的22次方个heapArena,每个heapArena是64M

▲mheap维护了一个mcentral 中心索引，该索引是67+1+67+1 = 136 个mecentral，分别是有指针的67个不同跨度的mspan索引和67个没有指针，一个无指针0类型和一个有指针0类型，有指针的会被GC扫描，没有指针的通常是常量这些不需要GC扫描的。

▲一个mecentral只负责一个规格span，规格类型记录在mcentral的spanClass字段中。mcentral维护着两个双向链表，nonempty表示链表里还有空闲的mspan待分配。empty表示这条链表里的mspan都被分配了object。mcache从mcentrl中获取和归还span流程如下：

获取时候先加锁，先从nonempty中获取一个没有分配使用的span，将其从nonempty中删除，并将span加入empty链表，mcache获取之后释放锁。

归还时候先加锁，先将span加入nonempty链表中，并从empty链表中删除，最后释放锁。

type mcentral struct {
	lock      mutex // 锁，由于每个p关联的mcache都可能会向mcentral申请空闲的span，所以需要加锁
	spanclass spanClass // mcentral负责的span规格
	nonempty  mSpanList // 空闲span列表
	empty     mSpanList // 已经使用的span列表

	nmalloc uint64 // mcentral已分配的span计数
}

★go内存申请过程

1. 使用heapArena向操作系统申请内存

2. 使用heapArena的时候，是一mspan为单位进行申请的

3. heapArena的相关信息（地址索引）是保存在mheap里面的

4. 用户程序使用的内存会向mheap进行申请，每次申请是申请一组内存，以mspan为单位，防止碎片化

5. 申请的内存不会被程序直接使用，而是由mcental建立起中心索引

6. 用户的程序在协程所在的线程中执行的时候，并不是直接调取mecentral找符合size的mspan，因为mecentral使用的时候是有锁的，并发情况下效率低下，而是把一部分mecentral缓存到P线程本地，使用的时候直接找缓存mcache。如果mcache不够用了，会去mcental里交换

★线程获取新内存管理单元

1. 调用runtime.mcentral.partialSwept 从清理过、包含空闲内存的spanSet结构体中查找可用的内存

2. partialUnswept 从未被清理过、包含空闲内存的spanSet里面朝招可用内存单元

3. fullUnswept从未被清理过的、不包含空闲空间的spanSet上获取内存管理单元，并用sweep进行清理

4. 如果经过上诉三个步骤都没有找到可用内存，就会调用grow申请新的内存

5. 更新allocCache、allocBits