Go这门语言抛弃了C/C++中的开发者管理内存的方式，实现了主动申请与主动释放管理，增加了逃逸分析和GC，将开发者从内存管理中释放出来，让开发者有更多的精力去关注软件设计，而不是底层的内存问题。这是Go语言成为高生产力语言的原因之一。
我们不需要精通内存的管理，因为它确实很复杂，但掌握内存的管理，可以让你写出更高质量的代码，另外，还能助你定位Bug。这篇文章采用层层递进的方式，依次会介绍关于存储的基本知识，Go内存管理的 “前辈” TCMalloc，然后是Go的内存管理和分配，最后是总结。这么做的目的是，希望各位能通过全局的认识和思考，拥有更好的编码思维和架构思维。
存储金字塔
这幅图表达了计算机的存储体系，从上至下的访问速度越来越慢，访问时间越来越长。从上至下依次是：
CPU寄存器
CPU Cache
内存
硬盘等辅助存储设备
鼠标等外接设备
CPU速度很快，但硬盘等持久存储很慢，如果CPU直接访问磁盘，磁盘可以拉低CPU的速度，机器整体性能就会低下，为了弥补这2个硬件之间的速率差异，所以在CPU和磁盘之间增加了比磁盘快很多的内存。
然而，CPU跟内存的速率也不是相同的，从上图可以看到，CPU的速率提高的很快（摩尔定律），然而内存速率增长的很慢，虽然CPU的速率现在增加的很慢了，但是内存的速率也没增加多少，速率差距很大，从1980年开始CPU和内存速率差距在不断拉大，为了弥补这2个硬件之间的速率差异，所以在CPU跟内存之间增加了比内存更快的Cache，Cache是内存数据的缓存，可以降低CPU访问内存的时间。
三级Cache分别是L1、L2、L3，它们的速率是三个不同的层级，L1速率最快，与CPU速率最接近，是RAM速率的100倍，L2速率就降到了RAM的25倍，L3的速率更靠近RAM的速率。
看到这了，你有没有Get到整个存储体系的分层设计？自顶向下，速率越来越低，访问时间越来越长，从磁盘到CPU寄存器，上一层都可以看做是下一层的缓存。看了分层设计，下面开始正式介绍内存。
GO是利用操作系统的虚拟内存的概念，在GO当中，他可以直接在虚拟内存2^64 空间大小分配内存，几乎无限大。
go比java在内存管理上牛逼的地方，在于他减少内存拷贝。在go内存模型上，他没有年轻代和老年代的概念。所有的数据存放在某个span的格子当中。
预申请的内存划分为spans、bitmap、arena三部分。其中arena即为所谓的堆区，应用中需要的内存从这里分配。其中spans和bitmap是为了管理arena区而存在的。
Go的内存模型图
基本概念
span
span是用于管理arena页的关键数据结构，每个span中包含1个或多个连续页，为了满足小对象分配，span中的一页会划分更小的粒度，而对于大对象比如超过页大小，则通过多页实现。
这个区域内存相当于java中堆内存。go根据我们存放对象的大小，分成67类 span分别存储，比如说我需要存放的一个对象大小为1k，那么go会把这个1k对象放到第一个span的某个空闲的格子当中。如果我需要存放的对象的大小为2k，那么go会把这个2k对象放到第二个span的某个空闲的格子当中
span数据结构
span是内存管理的基本单位,每个span用于管理特定的class对象, 根据对象大小，span将一个或多个页拆分成多个块进行管理。
以class 10为例，span和管理的内存如下图所示
spanclass为10，参照class表可得出npages=1,nelems=56,elemsize为144。其中startAddr是在span初始化时就指定了某个页的地址。allocBits指向一个位图，每位代表一个块是否被分配，本例中有两个块已经被分配，其allocCount也为2。
alloc为mspan的指针数组，数组大小为class总数的2倍。数组中每个元素代表了一种class类型的span列表，每种class类型都有两组span列表，第一组列表中所表示的对象中包含了指针，第二组列表中所表示的对象不含有指针，这么做是为了提高GC扫描性能，对于不包含指针的span列表，没必要去扫描。
根据对象是否包含指针，将对象分为noscan和scan两类，其中noscan代表没有指针，而scan则代表有指针，需要GC进行扫描。
系统预分配的内存分为spans、bitmap、arean三个区域，通过mheap管理起来。接下来看内存分配过程。
