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一、概述
記憶體管理在任何的程式語言裡都是重頭戲，Golang 也不例外。Go 借鑑了 Google 的 TCMalloc，它是高效能的用於 c++ 的記憶體分配器。其核心思想是記憶體池 + 多級物件管理 ，能加快分配速度，降低資源競爭。
二、基礎結構
在 Go 裡用於記憶體管理的物件結構主要是下面幾個：
mheap、mspan、arenas、mcentral、mcache。
其中，mspan 是一個基礎結構，分配記憶體時，基本以它為單位。
mcache、mcentral、mheap 起到了記憶體池的作用，會被預分配記憶體，當有對應大小的物件需要分配時會先到它們這一層請求。如果這一層記憶體池不夠用時，會按照下面的順序一層一層的往上申請記憶體：
mcache -> mcentral-> mheap -> 作業系統
mspan&&arenas
先來看看 mspan 這個基礎結構體。首先，當 Go 在程式初始化的時候，會將申請到的虛擬記憶體劃分為以下三個部分：
arenas 也就是動態分配的堆區，它將分配到的記憶體以 8k 為一頁進行管理。
然而 “頁” 這個單位還是太細了，因此再抽象出 mspan 這一層來管理，mspan 表示一組連續的頁面。
mspan 記錄了這組連續頁面的起止地址、頁數量、以及型別規格。
關於 mspan 的型別規格有 67 種，每一種都被定義了一個固定大小，當有物件需要分配記憶體時，就會挑選合適規格的 mspan 分配給物件。
class 1 2 3 4 5 6 ··· 63 64 65 66
bytes 8 16 32 48 64 80 ··· 24576 27264 28672 32768例如給大小為 30B 的物件分配記憶體時，就會選擇型別規格 class 為 3，也就是大小為 32B 的 mspan 分配。這種分配方法跟 linux 用於記憶體分配的夥伴演算法差不多，能有效地減少記憶體碎片。
剛剛提到虛擬記憶體劃分還有個 bitmap 區域，bitmap 主要用來標記 arena 區域中哪些地址儲存了物件, GC 掃描資訊以及物件指標資訊。
總體上來講，spans 和 bitmap 區域可以看做是 arenas 區域的後設資料資訊，輔助記憶體管理。
mheap && mcentral
mheap 在 Go 裡是一個全域性物件，用來管理大於 32K 物件的記憶體分配。
mcentral 維護了各個規格的 mspan。當它的下級 mcache 記憶體不足時，則會到 mcentral 這裡來申請 mspan。
由於 mcentral 有各個規格型別的 mspan，因此當有不同規格的分配請求時，並不會產生併發競爭的問題。只有當同型別規格的 mspan 併發請求分配時，才會有加鎖操作。
mcache
mcache 是提供給 P 的本地記憶體池。（關於 GPM 模型可以看這篇 golang 重要知識：golang 排程），由於每次只會有一個 Goroutine 在 P 上執行。所以分配記憶體是不需要競爭的。
mcache 上還有微型分配器，當要分配更小元素：即 <= 16B 時，會在一個 8byte 的 mspan 上分配多個的物件，這樣就能更好的利用記憶體空間。
三、總體流程
- 當要分配大於 32K 的物件時，從 mheap 分配。
- 當要分配的物件小於等於 32K 大於 16B 時，從 P 上的 mcache 分配，如果 mcache 沒有記憶體，則從 mcentral 獲取，如果 mcentral 也沒有，則向 mheap 申請，如果 mheap 也沒有，則從作業系統申請記憶體。
- 當要分配的物件小於等於 16B 時，從 mcache 上的微型分配器上分配。
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