性能優化是使用Ruby開發web應用中一個比較頭痛的問題，因為Ruby本身的執行性能并不高，而且重量級應用Rails使用ruby的方式又是極其消耗內存的。我們知道內存消耗過大對性能有影響，那么內存的消耗是如何影響性能，這就需要對Ruby使用內存的結構和GC的工作方式有比較深入的了解。
內存結構
1.Ruby管理的 棧和堆
在Ruby管理的 棧空間中存放的是 當前運行棧的RVALUE指針和值，而堆空間存放的是，RVALUE值，其中值的大小為固定的40bytes ，其結果是 heap 默認包含24個heap page heap page 默認包括 408個 slot 一個slot 存放一個對象，集RVALUE(Robject RArray..) （按照Ruby默認初始化10_000個slots 計算）。其中Ruby 2.1 中 默認會多初始化一個heap page 也就是25個heap page，并且堆空間的heap page 是按照 eden 和tomb 兩個分區存放的。在運行GC的時候，Ruby會從eden中清空不在使用的heap page，然后移動到 tomb中標記為free。
GC: x: 需要掃描回收的對象數量
y = x/HEAP_OBJ_LIMIT (GC需要掃描的heap page數)
z = 0.8 * (80% of total heap slot count |GC_HEAP_INIT_SLOTS)
2.系統管理的堆
系統管理的堆空間存放的是 數據，即RVALUE中無法存放的的數據，比如一個1K的字符串，RVALUE只能存放引用和元信息和23個字符，剩下真正的數據是存放在系統管理的堆空間的，數據用完后會被GC釋放。
GC觸發條件
1.僅剩余20%的free slots時執行GC (RUBY_GC_HEAP_FREE_SLOTS) 4096
2.mallocate 分配16MB以上內存時執行GC ( RUBY_GC_MALLOC_LIMIT ~ RUBY_GC_MALLOC_LIMIT_MAX 32MBMB區間個字節 具體數字是Ruby根據內存使用情況動態確定的)
問題和優化
Ruby的內存使用方式造就了它在多次GC和malloc之后 堆內存中會出現很多的碎片，這些部分的內存是部分被利用上的，然后就會導致堆內存不足需要繼續分配內存，然后再產生更多碎片一尺類推。
Ruby 2.1之后內存heap分為 eden 和 tomb 兩個部分，分別存放新生對象和死去的對象，當你創建對象的時候，ruby會從eden space 分配內存，如果eden中的內存不足的話，再從tomb空間中分配內存使用。這么做的原因有兩個，其一是通過重復使用 heap space 來減少內存空間的碎片。其二是方便解釋器釋放整塊內存空間。
那么在真正的使用場景下，Ruby僅僅釋放了tomb空間10%的內存，因為ruby解釋器程序具有馬太效應，使用過多對象的應用，在未來還會使用更多的對象，也就是更多的heap space所以，它通過保留80%多的tomb內存空間。這樣未來要使用更多的內存空間時，不需要再次分配內存（分配內存消耗資源）。
優化內存的使用主要就是兩點，一是添加內存分配的參數，二是調整GC觸發的參數。下面的幾個Ruby參數就是和內存使用優化相關的參數：
RUBY_GC_HEAP_INIT_SLOTS： Ruby初始化slots數量，數量越大后續malloc次數越小
RUBY_GC_HEAP_GROWTH_FACTOR：內存分配增長因子
RUBY_GC_MALLOC_LIMIT： GC觸發條件之一, 分配內存超過限制后運行GC
RUBY_GC_HEAP_FREE_SLOTS：對堆空間free slot少于該參數是 觸發GC
最后這些參數修改的要點是，需要根據你現有應用的內存使用情況來設置，比如像Rails這樣的應用可以在初始化的時候就需要分配很多的內存，那么就可以一開始吧初始化的slots數量調高一些，這樣在應用啟動時能夠減少malloc的數量。
