性能优化

性能优化的层面

• 业务代码
• SDK
• 基础库
• 语言运行时
• OS

确保SDK质量：

    软件质量至关重要
    在保证接口稳定的前提下改进具体实现
    测试用例:覆盖尽可能多的场景，方便回归
    文档:做了什么，没做什么，能达到怎样的效果
    隔离:通过选项控制是否哥启优化
    可观测:必要的日志输出

自动内存管理

动态内存:
    ·程序在运行时根据需求动态分配的内存: malloc()
自动内存管理(垃圾回收):由程序语言的运行时系统回收动态内存:
    ·避免手动内存管理，专注于实现业务逻辑
    ·保证内存使用的正确性和安全性: double-free problem, use-after-free problem
三个任务:
    ·为新对象分配空间。找到存活对象
    ·回收死亡对象的内存空间

相关概念

Mutator:业务线程，分配新对象，修改对象指向关系
Collector: GC线程，找到存活对象，回收死亡对象的内存空间
Serial GC:只有一个collector
Parallel GC:支持多个collectors同时回收的GC算法
Concurrent GC: mutator(s)和collector(s)可以同时执行
    Collectors必须感知对象指向关系的改变!
        已标记对象指向的对象必须被标记

·评价GC算法
    ·安全性(Safety):不能回收存活的对象 基本要求
    ·吞吐率(Throughput):1-GC时间/程序执行总时间 花在GC上的时间

    ·暂停时间(Pause time): stop the world (STW)业务是否感知
    ·内存开销(Space overhead) GC元数据开销
·追踪垃圾回收(Tracing garbage collection)。
·引用计数(Reference counting)

追踪垃圾回收

·对象被回收的条件:指针指向关系不可达的对象。
·标记根对象:
·标记:找到可达对象。
·清理:所有不可达对象.
      ·将存活对象复制到另外的内存空间(Copying GC)·
      ·将死亡对象的内存标记为“可分配”(Mark-sweep GC)。
      ·移动并整理存活对象(Mark-compact GC)
·根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略:

分代GC

·分代假说(Generational hypothesis):most objects die young. 
·Intuition :很多对象在分配出来后很快就不再使用了
·每个对象都有年龄 :经历过GC的次数
·目的 :对年轻和老年的对象，制定不同的GC 策略，降低整体内存管理的开销
·不同年龄的对象处于heap的不同区域

·年轻代(Young generation)
    常规的对象分配
    由于存活对象很少，
    可以采用copying collection. GC吞吐率很高
·老年代(Old generation)
    对象趋向于一直活着，反复复制开销较大·
    可以采用mark-sweep collection

引用计数

·每个对象都有一个与之关联的引用数目
·对象存活的条件:当且仅当引用数大于0
优点
    ·内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
    ·内存管理不需要了解runtime的实现细节:C++智能指针(smart pointer)。
缺点
    ·维护引用计数的开销较大:通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性·无法回收环形数据结构——weak reference
    ·内存开销:每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目。回收内存时依然可能引发暂停