Go言語のメモリ管理メカニズムとは何ですか?

Go 言語は、システムレベルのプログラミングに広く使用されている効率的なプログラミング言語であり、その主な利点の 1 つはメモリ管理メカニズムです。 Go 言語に組み込まれているガベージ コレクション メカニズム (ガベージ コレクション、GC と呼ばれる) により、プログラマー自身がメモリ割り当てや解放操作を実行する必要がなくなり、開発効率とコード品質が向上します。この記事では、Go 言語のメモリ管理メカニズムについて詳しく説明します。

1. Go のメモリ割り当て

Go 言語では、メモリ割り当てには 2 つのヒープ領域 (スモール オブジェクト ヒープとラージ オブジェクト ヒープ) が使用されます。メモリを割り当てる必要がある場合、システムはオブジェクトのサイズに基づいて使用するヒープ領域を選択し、対応するヒープ領域にメモリを割り当てます。

1. スモール オブジェクト ヒープ

スモール オブジェクト ヒープは、サイズが 64KB で事前に割り当てられた固定サイズのメモリ領域です。 32KB より小さいオブジェクトを割り当てる要求が行われると、システムはストールを引き起こすことなく小さいオブジェクト ヒープから割り当てます。

割り当てられたオブジェクトのサイズが 32KB から 2MB の間の場合、Go 言語は別のメモリ割り当てメカニズム、つまり mcache (メモリ キャッシュ) を使用します。 mcache は、各 P (プロセッサ) にバインドされた小さなメモリ キャッシュで、より小さなオブジェクトをキャッシュするために使用されます。より小さいオブジェクトを割り当てるとき、Go 言語は対応する mcache からメモリを割り当てます。 mcache を使用すると、ロックへの依存が軽減され、パフォーマンスが向上します。

2. ラージ オブジェクト ヒープ

ラージ オブジェクト ヒープは、オブジェクト サイズが 32KB を超える場合にメモリが割り当てられるヒープ領域です。大きなオブジェクトを割り当てるとメモリの断片化が大きくなる可能性があるため、大きなオブジェクトを割り当てすぎないようにすることをお勧めします。より大きなメモリ ブロックを割り当てる必要がある場合は、「無駄」を避けるためにメモリ プールまたは最適化アルゴリズムを使用することをお勧めします。

2. Go ガベージ コレクション メカニズム

Go 言語は、同時実行の非世代型ガベージ コレクターを使用します。マークアンドスイープ アルゴリズムを使用しており、プログラムの実行中に使用されなくなったメモリを自動的にリサイクルできます。

1. マーククリア アルゴリズム

マーククリア アルゴリズムは、メモリの再利用メカニズムです。基本的な考え方は、まずメモリにマークを付け、どのメモリをリサイクルできるかをマークし、次にマークされたメモリをクリアすることです。ここでのマークはメモリが参照されているかどうかを示し、参照されていない場合はリサイクル可能とマークされます。クリアのプロセスは、リサイクル可能としてマークされたメモリ領域を解放することです。

マーククリア アルゴリズムは優れたスケーラビリティと効率性を備えていますが、ガベージ コレクションを実行するためにアプリケーションの実行を停止する必要があり、一定の遅延が発生する可能性があるという欠点があります。

2. Go Garbage Collector

Go Garbage Collector は、白、黒 (ブラック)、灰色 (グレー) の 3 つの状態に分けられる 3 色のマーキングを使用します。

ガベージ コレクションが開始される前に、すべてのメモリは白としてマークされます。プログラムが実行されると、参照されたすべてのメモリは黒でマークされ、参照されていないメモリは白でマークされます。灰色は、タグ付きメモリに関連付けられているタグなしメモリを示します。

ガベージ コレクション中、スキャンはルート オブジェクト (グローバル変数、スタック上の変数など) から開始されます。黒のメモリがスキャンされると、そのメモリはスキップされて処理されません。白のメモリがスキャンされると、そのメモリは灰色でマークされ、それに関連するメモリも灰色でマークされます。同時スキャンが完了すると、灰色でマークされていないすべてのメモリが解放されます。

3. 概要

ガベージ コレクション メカニズムにより、開発者はメモリの割り当てやリサイクルの問題にあまり注意を払うことなく、コード ロジックの設計と記述に集中できます。同時に、他の言語とは異なり、Go 言語のガベージ コレクターは、プログラムを停止せずにメモリをリサイクルできる同時マーク アンド スイープ アルゴリズムを使用します。これは Go 言語の効率と開発効率の反映でもあります。

もちろん、メモリの割り当てと解放の最適化も考慮する必要がある問題です。メモリ プールを使用し、大きなオブジェクトの割り当てが多すぎることを回避することが最適化対策の 1 つです。一般に、Go のメモリ管理メカニズムを理解して習得することは、コードの品質とパフォーマンスを保証するだけでなく、優れた Go 言語開発者になるために必要なスキルの 1 つでもあります。

以上がGo言語のメモリ管理メカニズムとは何ですか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。