memory model

https://golang.org/ref/mem

heppens-before的概念

内存重排

为了读写内存的效率，会对读写指令进行重新排列，这是cpu重排。 还有编译器重排：

x = 0
for i in range(100):
    x = 1
    fmt.Println(x)

编译器优化后

x = 1
for i in range(100):
    fmt.Println(x)

但是一旦x被别的goroutine修改，就会无法出现预期的结果。

CPU为了抚平内核、内存和硬盘之间的读写速度差异，使用多级缓存。
因此对于多线程的程序，CPU提供锁机制，即内存屏障，memory barrier，要求所有到cache line中的操作都要立马刷到内存中去，对于多核cpu还有mesi 缓存一致性协议去保障。

copy-on-write

写入时复制（英语：Copy-on-write，简称COW）是一种计算机程序设计领域的优化策略。其核心思想是，如果有多个调用者（callers）同时请求相同资源（如内存或磁盘上的数据存储），他们会共同获取相同的指针指向相同的资源，直到某个调用者试图修改资源的内容时，系统才会真正复制一份专用副本（private copy）给该调用者，而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的（transparently）。此作法主要的优点是如果调用者没有修改该资源，就不会有副本（private copy）被建立，因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。

  • redis如何实现bgsave
    • redis单线程，现在双线程（1 网络 1 工作）
    • fork进程， 地址空间和父亲一样，两个进程指向同一个地址空间，新老不影响，当父子进程中有更改段的行为发生时，再为子进程相应的段分配地址空间，copy-on-write
  • 热门数据会产生全局的热点，全查一个key redis会被打死
    • 缓存到内存中
    • 这个更新怎么办，后台goroutine定期去查询，更新，更新时可以使用加锁，或者使用atomic.Value进行原子替换

reference

https://juejin.cn/post/6844903702373859335

内存管理

参考TCMalloc，Thread Cache Malloc，Go的内存管理借鉴了TCMalloc。

内存碎片：内存的不断申请和释放，内存会存在大量的碎片，降低内存使用率。为了解决内存碎片，可以将几个连续的未使用的内存块合并。

去大锁：每个线程的内存使用有一个大锁。

每个P会挂载一个mcache，goroutine程序申请小块内存时，会从mcache中分配，这样不用加锁。

所有工作线程还共用mcentral，mcache中不够用，就会去mcentral中获取。还有下一级的mhead，mheap中没有会到操作系统中要。

page：内存页，8k内存空间。Go和操作系统之间内存申请和释放，都是page单位。

span：内存块，一个或者连续多个page组成span。