Golang剖析栈内存，协程栈，堆内存结构和分配，垃圾回收

栈内存

每个协程第一个栈帧为 goexit（）
每次调用其他函数会加入一个栈帧

协程栈的作用，协程的执行路径
局部变量（方法内部声明 的变量）

Go的协程栈位于堆内存上（Go特殊的设计），栈的释放也是通过GC来释放的
C++，C他的栈区和堆区是分开的，堆上需要我们进行管理，栈上自行管理
Go的堆内存位于 *** 作系统的虚拟内存上

用户的main方法首先会开辟一块main.main的栈帧

栈帧首先记录栈基址（就是指从哪个方法调用进来的）方便返回的时候知道返回地址在哪
开辟调用方法的返回值，return就是将返回值写回上一个栈帧预留的空间

返回之后将调用的方法栈帧回收
从这看出来Go采用的是参数拷贝传递（值传递）
传递函数体时会拷贝结构体中所有内容，建议传递结构体指针

栈帧太多，（调用方法太多），C++stackoverflow栈溢出

协程栈

协程栈（自己当时看 g 的结构里面的那个 stack）相比线程很小（很轻量4K）
栈帧太多，局部变量太大（一个结构体中变量很多）可能出现的问题：

局部变量太大
逃逸分析（从栈上逃到堆上去）

指针逃逸，空接口逃逸，大变量逃逸
指针逃逸
函数返回了对象的指针
因为函数外面要访问这个地址，他不是一个局部变量，不能作为局部变量处理

空接口逃逸
函数的参数为空接口fmt.Println(i)
函数的实参 i 很可能会逃逸
因为 interface{} 类型的函数往往会使用反射判断一下类型，反射的对象要求在堆上

栈帧太多解决方法栈扩容

分段栈
没有空间浪费
但栈指针会在不连续的空间跳转（开辟用完回收，又开辟又回收）

连续栈
空间不足，扩容2倍后拷贝
使用率不足1/4,空间减半

堆内存结构

进程通过虚拟内存对应着物理内存
如果使用的虚拟内存太大（超过物理内存），OOM ，杀掉

go是一批一批获取虚拟内存的 heapArena
Go每次申请的虚拟内存单元64M，所有的heapArena组成了Go的堆内存mheap
相邻的heapArena可能对应不相邻的虚拟内存单元
相邻的虚拟内存单元可能对应不相邻的物理单元

go采用分级分配（可以容纳的最小空间）
内存管理单元 mspan （span 跨度）
每个mspan 有N个相同 单元格子

堆内存分配

对象分级
Tiny 0 - 16B 无指针 (微对象)
Small 16-32KB
Large 32-
微小对象分配到1-67span
大对象量身定做，分配到 0 span
1级span在17版本使用不到的
拿到2级span（16字节）
将多个微对象拼接合并成一个16字节放入

某种数量的mspan缺少时，会从heapArena开辟新的mspan（grow函数）
heapArena不够会从 *** 作系统虚拟内存申请新的heapArena

垃圾回收

标记-清除（别的语言可能会碎片化，但go不会，因为使用span分级）
标记-整理（整理开销，java老年代频率低可以用整理，使用span分级不需要整理）
标记-复制（减少了整理的开销，但是浪费空间，Java新生代，但是新空间是10份，所以浪费的空间比较小）

go选择最简单的标记清除
从哪开始找：被栈，全局变量，寄存器上的指针引用，上述变量被称为Root Set（GC root）
通过GC root 看可以到达哪些对象

串行GC
STW -> 回收 -> 恢复协程运行 -> …
STW对性能影响，要把串行改成并行

并发的难点在于标记阶段
三色标记法
黑色 有用，已经分析扫描
灰色 有用，还未分析扫描
白色 暂时无用（到最后要清除）
灰色为空时，清除白色，然后黑色变为白色，供下次扫描
三色标记为了之后的并发

并发标记问题：
原本结构体中的指针变为nil
本来的nil指向了一个对象

针对堆对象
插入屏障（增加的引用为灰）
删除屏障（删除的引用为灰）
go采用的是混合屏障（插入+删除）
这样就变成了并发，提高效率

GC优化原则
内存池化（channel 环形）
减少逃逸