Golang GC原理

Golang 从诞生之处到现在对GC做了诸多改进，目前用的GC算法为三色标记算法。

基础知识

在说三色标记算法之前，必须要了解一些基本的概念，否则无法真正理解Golang的GC算法

通常，一个垃圾回收器的执行过程被分为两个部分。

• 赋值器：程序中的代码，对于垃圾回收器而言，关注的对象之间的引用，这些相互之间的引用，就构成了一张有向图，操作对象，也就是操作对象之间的引用关系。

• 回收器：负责垃圾回收，找到上述中的不被引用的对象，清除并回收内存。

另外一个需要了解的概念就是根对象（在垃圾回收机制中叫做根集合），他包括：

• 全局变量：这些程序在编译期间就能够确定

• 执行栈： Goroutine上包含的变量以及指向堆内存的指针等

• 还有其他指向堆内存区块的指针等等。

STW

因为回收而暂停，在1.14之后已经不会出现。

常见的GC算法

主要分为两类：

• 追踪式GC: 从根集合出发，逐层遍历对象的引用信息，找出保留的对象，回收所有可以回收的对象，GO、JAVA等都是用这种方式。

• 引用式GC: 每个对象的引用都包含一个被引用的计数，当为0时，回收

三色标记法

如下图所示，三色标记法，规定了三种不同类型的对象：

• 白色对象：未被回收器访问到的对象，在回收的初始阶段，所有的对象，均为白色，当回收结束后，白色对象均不可达，意味着将被回收。
• 灰色对象：回收器访问到的对象，但回收器，需要对其中的一个或多个指针进行扫描，查看是否还能到达白色对象。
• 黑色对象：回收器访问的对象，且不会到达白色对象，意味着是活跃的对象，不需要被清除。

查看回收现象

package main

import (
	"os"
	"runtime/trace"
)

func main() {

	f, _ := os.Create("trace.out")

	defer f.Close()

	_ = trace.Start(f)

	defer trace.Stop()

	for i := 0; i < 100; i++ {
		_ = make([]int, 10)
	}

}

go tool trace trace.out

屏障机制

标记受到并发的影响，可能会导致对象错误回收，所以在此之前需要做一定的处理，屏障机制，类似一个钩子函数。

具体操作

1、GC开始将栈上的对象全部扫描并标记为黑色(之后不再进行第二次重复扫描，无需STW)，
2、GC期间，任何在栈上创建的新对象，均为黑色。
3、被删除的对象标记为灰色。
4、被添加的对象标记为灰色。