详解Go的内存分配机制

go的内存分配器就是维护一块大的全局内存，每个线程（go中为P）维护一块小的私有内存，私有内存不足再从全局申请。

1 基础概念

做法是：先向系统申请一块内存，然后将内存切割成小块，通过一定的内存分配算法管理内存。以64为系统为例，Golang程序启动时会向系统申请的内存如下图所示：

预申请的内存划分为spans、bitmap、arena三部分。其中arena即为所谓的堆区，应用中需要的内存从这里分配。其中spans和bitmap是为了管理arena区而存在的。

• arena的大小为512G，为了方便管理把arena区域划分成一个个的page，每个page为8KB,一共有512GB/8KB个页

• spans区域存放span的指针，每个指针对应一个page，所以span区域的大小为(512GB/8KB)*指针大小8byte= 512M

• bitmap区域大小也是通过arena计算出来，不过主要用于GC

2 span

span是用于管理arena页的关键数据结构，每个span中包含1个或多个连续页，为了满足小对象分配，span中的一页 会划分更小的粒度，而对于大对象比如超过页大小，则通过多页实现

2.1 class

根据对象大小，划分了一系列class，每个class都代表一个固定大小的对象，以及每个span的大小。如下表所示

//	class		bytes/obj		bytes/span		objects		waste bytes
//	1		      8				  8192			1024			0
//	2		      16			  8192			512		    	0
//	3		      32			  8192			256				0
//	4		      48			  8192			170				0
//	5		      64			  8192			128				0
//	6		      80			  8192			102				0
//	7		      96			  8192			85				0
//	8		      112			  8192			73				0

• class：class ID，每个span结构中都有一个class ID, 表示该span可处理的对象类型
• bytes/obj：该class代表对象的字节数
• bytes/span：每个span占用堆的字节数，也即页数*页大小
• objects：每个span可分配的对象