系列导读

本系列基于 64 位平台、1Page=8KB

明天咱们开始拉开《Go 语言轻松系列》第二章「内存与垃圾回收」的尾声。

对于「内存与垃圾回收」章节，大体从如下三大部分开展：

• 常识准备：为后续的内容做一些常识储备，常识准备包含

  • 指针的大小
  • Tcmalloc 内存调配原理
• Go 内存设计与实现
• Go 的垃圾回收原理

本篇前言

第一局部 常识准备 的第一个知识点 指针的大小。

为什么 指针的大小 会作为一个知识点呢？

因为后续内存治理的内容会波及一些数据结构，这些数据结构应用到了指针，同时存储指针的值是须要内存空间的，所以咱们须要理解指针的大小，便于咱们了解一些设计的用意；其次，这也是困扰我的一个问题，因为有看见 64 位平台下指针底层定义的类型为uint64。

为了搞清楚这个问题，咱们须要理解两个知识点：

1. 存储单元
2. CPU 总线

什么是存储单元？

存储单元是存储器 (本文指内存) 的根本单位，每个存储单元是 8bit，也就是 1Byte，如下图所示：

同时从上图中咱们能够看出，每个存储单元会被编号，这个编号又是什么呢？

• 就是咱们通常所谓的“内存的地址”
• 也就是指针的值

论断：指针的值就是存储单元的编号。

接着，咱们只须要晓得这个「编号」的最大值是多少，就能够晓得存储「指针」的值所需的大小。要找到这个最大值就须要理解 CPU 总线 的常识了。

CPU 总线的概念

CPU 总线由系统总线、等等其余总线组成。

系统总线由一系列总线组成。

内存的地址 (存储单元的编号) 是通过 地址总线 传递的，地址总线里的“每一根线”传递二进制 0 或1，如下图所示(理论不是这么简略，图示为了便于大家了解)。

地址总线的 宽度 决定了一次能传递多少个 0 或1，因为 64 位 CPU 每次可解决 64 位数据，所以实践上地址总线的宽度能够反对到最大 64，也就是 2^64 种组合，可代表的数字范畴为0 ~ 2^64-1。

论断：实践上 64 位 CPU 地址总线可传输的 10 进制数范畴为0 ~ 2^64-1。

下面晓得 64 位 CPU 的地址总线可寻址范畴 为 0 ~ 2^64-1，须要一个类型能够存储这个指针的值，毫无疑问就是 uint64，uint64 又是多大呢？是不是 8byte。所以：64 位平台下，一个指针的大小是 8 字节。

顺便裁减个问题：

为什么 32 位平台下，可寻址空间是 4GB？

备注：64 位太大，咱们这里用 32 位来看这个问题

咱们来剖析一下：

• 因为，32 位平台可反对地址总线的最大宽度为 32，及代表的存储单元编号的范畴：0 ~ 2^32-1
• 则，最多能够找到 2^32 个存储单元
• 又有，存储单元的大小为 8bit(1Byte)

所以咱们能够失去，32 位平台最多能够寻找到 2^32 个存储单元，再翻译下2^32 个存储单元 这句话：

2^32 个存储单元 == 2^32 个 1Byte == 2^32Byte == 4GByte == 4GB

做个总结哈

咱们回头再来看，本次内容能够 get 到如下知识点：

• 存储器的根本单位是存储单元
• 存储单元为 8bit
• 指针的值就是存储单元的编号
• CPU 地址总线的宽度决定了指针的值的最大范畴

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