tcmalloc简单介绍

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thread-caching malloc
与标准库glibc的malloc相比，tcmalloc的分配速度和效率都要高，在并发情况下性能上有提升。
实现原理的简单介绍：
（1）每个线程分配一个单独的cache，小对象可直接在线程cache上进行分配，避免使用锁
（2）大对象直接在堆上进行分配
具体介绍见TCMalloc : Thread-Caching Malloc
基本意思如下：
TcMalloc比glibc 2.3 malloc（或者ptmalloc2）以及其他的一些内存分配器要快。
在分配小对象时，ptmalloc2执行一次分配和回收大概花费300ns（2.8 GHz P4机器）。执行同样的操作，tcmalloc大概只需要50ns。
对于多线程程序来说，tcmalloc减少了锁的争用。对于小对象，几乎是零竞争。对于大对象的分配来说，tcmalloc会尝试采用细粒度的自旋锁。ptmalloc2也是通过对每个线程分配arena来减少竞争，但是ptmalloc2存在arena不能移动的问题，有时候会导致比较大的内存浪费。
tcmalloc对每个线程分配本地cache，当满足分配条件时，小对象直接在本地cache上进行分配。当本地cache空间不足时，可从central中分配内存到本地cache，周期gc会将空闲的本地cache空间返还给central。
小于等于32K的对象为小对象，大于32K的为大对象。大对象直接在堆上分配，以page为单位，每个page大小为4K。多个page可用于分配多个小对象。例如一个page（4K），可以用于分配32个128字节大小的对象。
小对象的分配：
按照class-size，划分了大概170种小对象。每个thread cache按照class-size，都保存了一条空闲对象的单向链表。
当分配小对象时，首先根据要分配的大小找到合适的class-size，然后在thread cache对应class-size的链表上寻找合适的分配对象。如果链表不空，返回第一个空闲对象即可。在这种情况下，不会出现锁竞争的情况，加速分配速度。因为加锁/解锁大概会花费100ns的时间。
如果链表为空，从central对应class-size的free list获取一些空闲对象给thread cache，然后返回一个空闲对象。central是线程共享的。
如果centra free list也为空，则从central page中获取一些pages，根据class-size进行划分，分给central free list，同样也分配一些对象给thread cache。
大对象的分配：
central page是按照page的数量进行划分的，page的数量从1个到255个，大于等于256个page由一个free list进行管理。
在对应的page free list寻找空闲对象时，如果没有空闲对象，如下一个page free list寻找，直到找到为止。如果找遍page free list都没有，则向系统申请。
连续的pages称为span，span可以分配和释放。
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分配思路和go的分配基本一致。