Go内存分配管理

 

一、问题引入

现象:在实际工作项目中，golang项目经常内存报警，现象为在流量增大，或传入很大文件的情况下算法worker内存降低到一定限度之后（100Mb左右），过一段时间才能内存才能自动恢复。

  • Go内存管理机制，Go自己本身会管理内存，释放的内存不会立即归还给操作系统，在一定时间之后才会归还给操作系统，过早的释放内存归还给操作系统会降低性能。
  • 内存泄漏，Go调用CGO算法模块时，导致了内存泄漏
  • 进程占用的内存过大导致进程挂掉，并释放了内存，supervisor自动重启了进程，内存曲线恢复正常

 

二、几个基本概念

1.RSS，VSS解释

对于RAM内存的使用，实际是os kernel来控制的。

  • RSS(Resident Set Size)表示该进程分配的占用RAM的内存大小，不包括交互分区内存，包括共享库占用的内存，栈内存，堆内存
  • VSZ(Virtual Memory Size)表示该进程分配的虚拟内存大小，包括进程可以访问的所有内存，包括交换分区，共享内存

举例说明RSS，VSS：

如果一个进程，程序的大小有 500K，链接的共享库大小有 2500K，堆栈内存共有 200K，其中 100K 进入了交换分区。进程实际加载了共享库中的 1000K 的内容，以及自己程序的中的 400K 的内容。请问 RSS 和 VSZ 应是多少？RSS: 400K + 1000K + 100K = 1500K VSZ: 500K + 2500K + 200K = 3200K

 

三、Go内存管理机制

1.Go runtime内存延迟归还

Go是一种高级语言，自带GC。内存的分配和回收都是自动的被垃圾回收器所执行，当某个对象内存变成不可达状态时(unreachable)。垃圾回收器则将其回收。

Go中空闲的内存，并不意味着立即归还给操作系统。空闲的内存可以被重新利用。因此Go语言中，即使某些对象被释放了，操作系统的内存使用并没有下降。这是因为Go的内存管理器，将其标为free，并可以重新利用。

Go runtime不会立刻归还内存给操作系统，内存在大约5分钟左右没有被使用时，才会归还给操作系统。

例如：在处理Http请求时读取HttpBody到Bytes.Buffer中，处理完HttpBody的内容之后，并不会立刻释放内存给OS，而是将这些内存对下一个Http请求进行内存的复用。

编写如下：简单的http服务，并使用ab进行压测可以验证Go gc的延迟归还内存给操作系统：

func main() {  
    http.HandleFunc("/bar", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {  
        fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))  
    })  

    http.ListenAndServe(":8010", nil)  

    fmt.Println("hello")  
}

初始：

$ ps -p 563 -v  
  PID TTY      STAT   TIME  MAJFL   TRS   DRS   RSS %MEM COMMAND  
  563 pts/19   SNl    0:27      0  2100 359203  3480  0.1 ./http

压测后：

ab -n 1000000 -c 1000 http://10.104.7.46:8010/bar
$ ps -p 563 -v  
  PID TTY      STAT   TIME  MAJFL   TRS   DRS   RSS %MEM COMMAND  
  563 pts/19   SNl    0:27      0  2100 359203 12908  0.1 ./http

5min后：

$ ps -p 563 -v  
  PID TTY      STAT   TIME  MAJFL   TRS   DRS   RSS %MEM COMMAND  
  563 pts/19   SNl    0:27      0  2100 359203 4816  0.0 ./http

可以看到RSS由3480到12908在到4816，结合free -m可以看到内存一样的变化，因此验证了golang的内存管理的延迟归还特性。

2.强制归还内存

debug.FreeOSMemory()

该函数强制尽可能多的将内存归还给操作系统。不推荐手动调用释放内存，

FreeOSMemory

的操作在后台进程runtime来负责执行，定期归还内存给操作系统。

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