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最近 Go1.20 中的手動管理內(nèi)存受到了很多人的關(guān)注。眾所周知，Go 是一門帶垃圾回收（GC）的編程語言，可以進行自動的內(nèi)存申請、釋放等內(nèi)存操作。
帶 GC 能簡化編程時的心智成本，也保證了內(nèi)存的安全。我們說 “一般”，也就是有例外。人們說六個，一般都有七個。
Go 的例外就出現(xiàn)了。
Go1.20 arena
新版本 Go1.20，基于 Google 自身的需求，快速通過了實踐，正式支持了 arena，能夠?qū)崿F(xiàn)手動的內(nèi)存管理（當前是實驗性特性）。
現(xiàn)在可以通過 GOEXPERIMENT=arenas 環(huán)境變量啟用：
GOEXPERIMENT=arenas go run main.go
該特性可以讓程序員手動的從一個連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域申請、分配一組內(nèi)存對象，也可以一次性的釋放。
重點是可以手動管理內(nèi)存。
提供的 arena API
- NewArena：創(chuàng)建一個新的 arena 內(nèi)存空間。
- Free：釋放 arena 及其關(guān)聯(lián)對象。
- New：基于 arena，創(chuàng)建新對象。
- MakeSlice：基于 arena，創(chuàng)建新切片。
- Clone：克隆一個 arena 的對象，并移動到內(nèi)存堆上。
一些 arena 例子
以下案例和性能測試是基于 uptrace 在 Golang memory arenas [101 guide][1] 中分享的 arena 例子，本處進行引用，我就不自創(chuàng)一份了。
很適合在初學(xué)時作為 Demo 使用，打算也留著自己下次用時結(jié)合文檔翻一番。
arena.NewArena
一起來快速入門。代碼如下：
import "arena"
type T struct{
Foo string
Bar [16]byte
}
func processRequest(req *http.Request) {
// 在函數(shù)開頭創(chuàng)建一個 arena
mem := arena.NewArena()
// 在函數(shù)結(jié)束時釋放 arena
defer mem.Free()
// 從申請的 arena 中申請一些對象
for i := 0; i < 10; i++ {
obj := arena.New[T](mem "T")
}
// 從申請的 arena 中申請切片對象（指定長度和容量）
slice := arena.MakeSlice[T](mem, 100, 200 "T")
}
arena.Clone
如果要單獨使用某個申請出來的對象。可以借助 Clone 方法進行單獨處理。
如下代碼：
// 創(chuàng)建一個 arena
mem := arena.NewArena()
obj1 := arena.New[T](mem "T") // 分配一個 arena 對象
obj2 := arena.Clone(obj1) // 拷貝一個 arena 上的對象，移動到內(nèi)存堆上
fmt.Println(obj2 == obj1) // 即使是基于拷貝出來的，兩者并不完全等價
// 釋放 arena，obj1 不可使用，obj2 可正常使用
mem.Free()
釋放了最早申請的 arena，Clone 方法在這里將會把 obj1 拷貝到新的內(nèi)存堆上，再賦值給 obj2。后續(xù)要單獨用 obj2 就可以繼續(xù)使用。
reflect.ArenaNew
也可以結(jié)合 arena 和 reflect 兩個標準庫來進行使用。如下代碼：
var typ = reflect.TypeOf((*T)(nil)).Elem()
mem := arena.NewArena()
defer mem.Free()
value := reflect.ArenaNew(mem, typ)
fmt.Println(value.Interface().(*T))
arena.MakeSlice
該方法的常規(guī)用法：
arena.MakeSlice[string](mem, length, capacity "string")
如果需要申請一個新切片并追加元素：
slice := arena.MakeSlice[string](mem, 0, 0 "string")
slice = append(slice, "")
需要注意的是，arena 目前不支持 map。但你可以通過泛型來實現(xiàn)類似的效果。
arena.String
原則上 arena 不支持 string。但是我們依然可以通過 unsafe.String 方法的騷操作來變相實現(xiàn)。
如下代碼：
src := "腦子進煎魚了"
mem := arena.NewArena()
defer mem.Free()
bs := arena.MakeSlice[byte](mem, len(src "byte"), len(src))
copy(bs, src)
str := unsafe.String(&bs[0], len(bs))
在申請的 arena 釋放后，該對應(yīng)的 string 就無法使用了，需要特別注意。
性能表現(xiàn)
這個允許手工管理內(nèi)存的 arena 的特性是來源于內(nèi)部，提案也是一路綠燈通過。（懂得懂）。
自述已經(jīng)為 Google 許多應(yīng)用節(jié)省了高達 15% 的 CPU 和內(nèi)存使用量，主要原因是減少了垃圾收集 CPU 時間和堆內(nèi)存使用量。
經(jīng)過在 vmihailenco/golang-memory-arenas[2] 項目中實際的性能對比。
沒有用 arena：
/usr/bin/time go run arena_off.go
77.27user 1.28system 0:07.84elapsed 1001%CPU (0avgtext+0avgdata 532156maxresident)k
30064inputs+2728outputs (551major+292838minor)pagefaults 0swaps
使用了 arena：
GOEXPERIMENT=arenas /usr/bin/time go run arena_on.go
35.25user 5.71system 0:05.09elapsed 803%CPU (0avgtext+0avgdata 385424maxresident)k
48inputs+3320outputs (417major+63931minor)pagefaults 0swaps
使用了 arena 的代碼運行速度更快，且使用的內(nèi)存更少。
總結(jié)
Go 的各位大大們在性能優(yōu)化中，不斷地試圖壓榨 Go 的潛力。現(xiàn)在已經(jīng)到了手工管理內(nèi)存的階段了。
實際的測試結(jié)果來看，是有作用的。
有興趣的小伙伴可以在 Go1.20 起就開始試用。不過需要注意，該特性由于發(fā)現(xiàn)了嚴重的 API 問題（想把 arena 應(yīng)用到其他的標準庫中，但這是個大事件），社區(qū)還需要認真思考后續(xù)的發(fā)展，現(xiàn)階段處于處于停滯狀態(tài)。
從這次提案來看，真的是，內(nèi)部需求一路猛如虎，直接沖上 master。外部需求就畏畏縮縮了。真雙標？
新聞標題：Go1.20arena能手動管理內(nèi)存了，怎么用？
文章URL：http://www.5511xx.com/article/djehgig.html
