nuke

Go语言的内存区域实现。

等等，什么是内存区域？

内存区域是一种内存管理方法，它一次性分配一大块内存，然后使用其中的部分来满足程序的分配请求。在像Go这样的垃圾回收语言中，使用内存区域可以提供几个优势：

性能提升：通过大块分配内存，内存区域减少了频繁调用系统内存分配器的开销。这可以带来性能提升，特别是在执行大量小内存分配的应用程序中。
提高缓存局部性：内存区域还可以通过在同一内存块中分配相关对象来提高缓存局部性。这种安排增加了当访问一个对象时，其他相关对象已经在缓存中的可能性，从而减少缓存未命中并提高整体应用程序性能。

然而，虽然内存区域提供了这些优势，但它并不是万能的，也有一些权衡，比如由于分配块中未使用的空间可能会导致内存使用量增加。需要仔细考虑和分析，以确定使用内存区域是否对特定应用程序有利。

入门

安装

go get -u github.com/ortuman/nuke

使用示例

package main

import (
	"github.com/ortuman/nuke"
)

type Foo struct { A int }

func main() {
	// 初始化一个新的单调增长区域，缓冲区大小为256KB，最大内存大小为20MB。
	arena := nuke.NewMonotonicArena(256*1024, 80)
	
	// 分配一个新的Foo类型对象。
	fooRef := nuke.New[Foo](arena)
	
	// 分配一个容量为10个元素的Foo切片。
	fooSlice := nuke.MakeSlice[Foo](arena, 0, 10)
	
	// 向切片追加20个元素，从区域中分配所需的额外内存。
	for i := 0; i < 20; i++ {
            fooSlice = nuke.SliceAppend(arena, fooSlice, Foo{A: i})
	}
	
	// ...

	// 完成后，重置区域（释放单调缓冲区内存）。
	arena.Reset(true)
	
	// 从这里开始，任何区域引用都无效。
	// ...
}

此外，我们可以将内存区域注入到上下文中，目的是在某些操作的生命周期内使用它，比如HTTP请求。

func httpHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // 将内存区域注入请求上下文。
    arena := nuke.NewMonotonicArena(64*1024, 10)
    defer arena.Reset(true)
	
    ctx := nuke.InjectContextArena(r.Context(), arena)
    processRequest(ctx)
    
    // ...
}

func processRequest(ctx context.Context) {
    // 从上下文中获取内存区域。
    arena := nuke.ExtractContextArena(ctx)
	
    // ...
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", httpHandler) // 设置"/"路由的处理程序
    fmt.Println("服务器正在监听8080端口...")
    http.ListenAndServe(":8080", nil) // 监听8080端口
}

并发

默认情况下，区域实现不是并发安全的，这意味着不能从不同的goroutine同时安全地访问它。如果特定用例需要并发访问，库提供了NewConcurrentArena函数，可以传入一个基础区域，它会返回一个可以并发访问的新实例。

package main

import (
	"github.com/ortuman/nuke"
)

func main() {
	arena := nuke.NewConcurrentArena(
            nuke.NewMonotonicArena(256*1024, 20),
        )
	defer arena.Reset(true)
	
	// 从这里开始，可以安全地并发访问区域。
	// ...
}

基准测试

以下是不同基准测试结果的对比表。

BenchmarkRuntimeNewObject/100-8                	                  745374	      1571 纳秒/操作	    4800 字节/操作	     100 分配/操作
BenchmarkRuntimeNewObject/1000-8               	                   76626	     15633 纳秒/操作	   48000 字节/操作	    1000 分配/操作
BenchmarkRuntimeNewObject/10000-8              	                    7628	    156884 纳秒/操作	  480001 字节/操作	   10000 分配/操作
BenchmarkRuntimeNewObject/100000-8             	                     759	   1574775 纳秒/操作	 4800014 字节/操作	  100000 分配/操作
BenchmarkRuntimeNewObject/1000000-8            	                      75	  15658095 纳秒/操作	48000140 字节/操作	 1000001 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaNewObject/100-8         	                 1594798	     753.7 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaNewObject/1000-8        	                  160849	      7443 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaNewObject/10000-8       	                   16070	     74735 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaNewObject/100000-8      	                    1618	    745795 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaNewObject/1000000-8     	                     146	   8097215 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaNewObject/100-8         	  848425	      1372 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaNewObject/1000-8        	   88532	     13571 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaNewObject/10000-8       	    8764	    138387 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaNewObject/100000-8      	     876	   1365637 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaNewObject/1000000-8     	      87	  13638768 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkRuntimeMakeSlice/100-8                          	   19886	     60312 纳秒/操作	 1024005 字节/操作	     100 分配/操作
BenchmarkRuntimeMakeSlice/1000-8                         	    1975	    603525 纳秒/操作	10240051 字节/操作	    1000 分配/操作
BenchmarkRuntimeMakeSlice/10000-8                        	     196	   6045213 纳秒/操作	102400519 字节/操作	   10005 分配/操作
BenchmarkRuntimeMakeSlice/100000-8                       	      19	  60450787 纳秒/操作	1024005588 字节/操作	  100058 分配/操作
BenchmarkRuntimeMakeSlice/1000000-8                      	       2	 601334917 纳秒/操作	10240049392 字节/操作	 1000514 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaMakeSlice/100-8                   	  147604	     11495 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaMakeSlice/1000-8                  	    7401	    158989 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaMakeSlice/10000-8                 	     729	   1618622 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaMakeSlice/100000-8                	      44	  25553032 纳秒/操作	822722688 字节/操作	   80345 分配/操作
BenchmarkMonotonicArenaMakeSlice/1000000-8               	       4	 274910375 纳秒/操作	10038723976 字节/操作	  980358 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaMakeSlice/100-8         	   61780	     19308 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaMakeSlice/1000-8        	    5998	    194522 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaMakeSlice/10000-8       	     604	   1935818 纳秒/操作	       0 字节/操作	       0 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaMakeSlice/100000-8      	      44	  25918637 纳秒/操作	822722675 字节/操作	   80345 分配/操作
BenchmarkConcurrentMonotonicArenaMakeSlice/1000000-8     	       4	 276969698 纳秒/操作	10038723640 字节/操作	  980355 分配/操作