实现细节：

看看大佬：

go内存模型

  • mheap：全局的内存起源，访问要加全局锁
  • mcentral：每种对象大小规格（全局共划分为 68 种）对应的缓存，锁的粒度也仅限于同一种规格以内
  • mcache：每个 P（正是 GMP 中的 P）持有一份的内存缓存，访问时无锁

附：分点阐述 mspan 的特质：

  • mspan 是 Golang 内存管理的最小单元
  • mspan 大小是 page 的整数倍（Go 中的 page 大小为 8KB），且内部的页是连续的（至少在虚拟内存的视角中是这样）
  • 每个 mspan 根据空间大小以及面向分配对象的大小，会被划分为不同的等级（2.2小节展开）
  • 同等级的 mspan 会从属同一个 mcentral，最终会被组织成链表，因此带有前后指针（prev、next）
  • 由于同等级的 mspan 内聚于同一个 mcentral，所以会基于同一把互斥锁管理
  • mspan 会基于 bitMap 辅助快速找到空闲内存块（块大小为对应等级下的 object 大小），此时需要使用到 Ctz64 算法.

宏观描述：

另一个大佬：

img

（一）Page

和TCMalloc中page相同，上图中最下方浅蓝色长方形代表一个page。

（二）Span

与TCMalloc中的Span相同，Span是go内存管理的基本单位，代码中为mspan，一组连续的Page组成1个Span，所以上图一组连续的浅蓝色长方形代表的是一组Page组成的1个Span，另外，1个淡紫色长方形为1个Span。

（三）mcache

mcache与TCMalloc中的ThreadCache类似，mcache保存的是各种大小的Span，并按Span class分类，小对象直接从mcache分配内存，它起到了缓存的作用，并且可以无锁访问。

（四）mcentral

mcentral与TCMalloc中的CentralCache类似，是所有线程共享的缓存，需要加锁访问，它按Span class对Span分类，串联成链表，当mcache的某个级别Span的内存被分配光时，它会向mcentral申请1个当前级别的Span。但mcentral与CentralCache也有不同点，CentralCache是每个级别的Span有1个链表，mcache是每个级别的Span有2个链表。

（五）mheap

mheap与TCMalloc中的PageHeap类似，它是堆内存的抽象，把从OS（系统）申请出的内存页组织成Span，并保存起来。当mcentral的Span不够用时会向mheap申请，mheap的Span不够用时会向OS申请，向OS的内存申请是按页来的，然后把申请来的内存页生成Span组织起来，同样也是需要加锁访问的。但mheap与PageHeap也有不同点：mheap把Span组织成了树结构，而不是链表，并且还是2棵树，然后把Span分配到heapArena进行管理，它包含地址映射和span是否包含指针等位图，这样做的主要原因是为了更高效的利用内存：分配、回收和再利用。

Go的内存分配器在分配对象时，根据对象的大小，分成三类：小对象（小于等于16B）、一般对象（大于16B，小于等于32KB）、大对象（大于32KB）。

大体上的分配流程：

32KB 的对象，直接从mheap上分配；

<=16B 的对象使用mcache的tiny分配器分配； (16B,32KB] 的对象，首先计算对象的规格大小，然后使用mcache中相应规格大小的mspan分配； 如果mcache没有相应规格大小的mspan，则向mcentral申请 如果mcentral没有相应规格大小的mspan，则向mheap申请 如果mheap中也没有合适大小的mspan，则向操作系统申请

总结

Go在程序启动时，会向操作系统申请一大块内存，之后自行管理。 Go内存管理的基本单元是mspan，它由若干个页组成，每种mspan可以分配特定大小的object。 mcache, mcentral, mheap是Go内存管理的三大组件，层层递进。mcache管理线程在本地缓存的mspan；mcentral管理全局的mspan供所有线程使用；mheap管理Go的所有动态分配内存。 极小对象会分配在一个object中，以节省资源，使用tiny分配器分配内存；一般小对象通过mspan分配内存；大对象则直接由mheap分配内存。