Warum verzögert der Garbage Collector von Go die Speicherfreigabe und wie kann ich die Speichernutzung optimieren?

Go 1.3 Garbage Collector: Speicherfreigabeverzögerung

In diesem Szenario weist ein einfacher TCP-Server ein Problem auf, bei dem durch Verbindungen erheblicher Speicher zugewiesen wird nicht sofort wieder an das System freigegeben. Dies wirft Bedenken hinsichtlich der Skalierbarkeit des Speichers und der Ressourcennutzung auf.

Die Go-Laufzeit verwendet einen Garbage Collector (GC) zur Speicherverwaltung und gibt Speicher frei, wenn Objekte nicht mehr erreichbar sind. In diesem Fall scheint der GC jedoch eine Verzögerung bei der Wiederherstellung des Speichers zu haben, was zu dem beobachteten Verhalten führt.

Den Experten zufolge verkleinert Go seinen Speicherplatz nicht immer. Es gibt Heap-Speicher frei, aber nicht den gesamten vom Prozess verwendeten virtuellen Adressraum. Darüber hinaus kann Go auf Unix-basierten Systemen (z. B. Ubuntu 12.04.4 LTS) ungenutzten Heap-Speicher durch einen Systemaufruf zurückgewinnen, diese Funktion ist jedoch unter Windows nicht verfügbar.

Außerdem der Speicherfreigabeprozess umfasst sowohl den GC-Sweep als auch einen anschließenden OS-Return-Sweep. Im schlimmsten Fall kann dies bis zu 7 Minuten dauern. Alternativ kann der Aufruf von runtime.FreeOSMemory die Speicherfreigabe erzwingen, jedoch erst, nachdem der GC ausgeführt wurde.

Es ist erwähnenswert, dass der von Goroutine-Stacks zugewiesene Speicher niemals freigegeben wird. Das bedeutet, dass bei vielen langlebigen Goroutinen der Speicherverbrauch möglicherweise nicht wie erwartet sinkt.

Als Teillösung ist es möglich, die Speicherbereinigung mithilfe von runtime.GC() zu erzwingen. Dies sollte jedoch mit Vorsicht verwendet werden, um eine übermäßige Speicherbereinigung zu vermeiden. Beachten Sie außerdem, dass nicht der gesamte zugewiesene Systemspeicher tatsächlich „echter“ Speicher ist. Die Laufzeit kann dem Betriebssystem bereits verfügbaren Speicher zuweisen, was zu einer Überschätzung der Speichernutzung führt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Garbage Collector von Go zwar im Allgemeinen Speicher freigibt, dies jedoch möglicherweise nicht immer sofort tut oder den von ihm zugewiesenen Speicher freigibt Goroutine-Stapel. Das Erzwingen der Speicherbereinigung und das Verständnis der Art des zugewiesenen Speichers können in solchen Szenarien bei der Optimierung der Speicherverwaltung hilfreich sein.

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