«

Go 语言GC(垃圾回收)的工作原理

时间:2022-12-6     作者:peter     分类:


垃圾回收机制是Go一大特(nan)色(dian)。Go1.3采用标记清除法, Go1.5采用三色标记法,Go1.8采用三色标记法+混合写屏障。

标记清除法

分为两个阶段:标记和清除

标记阶段:从根对象出发寻找并标记所有存活的对象。

清除阶段:遍历堆中的对象,回收未标记的对象,并加入空闲链表。

缺点是需要暂停程序STW。

三色标记法:

将对象标记为白色,灰色或黑色。

白色:不确定对象(默认色);黑色:存活对象。灰色:存活对象,子对象待处理。

标记开始时,先将所有对象加入白色集合(需要STW)。首先将根对象标记为灰色,然后将一个对象从灰色集合取出,遍历其子对象,放入灰色集合。同时将取出的对象放入黑色集合,直到灰色集合为空。最后的白色集合对象就是需要清理的对象。

这种方法有一个缺陷,如果对象的引用被用户修改了,那么之前的标记就无效了。因此Go采用了写屏障技术,当对象新增或者更新会将其着色为灰色。

一次完整的GC分为四个阶段:

准备标记(需要STW),开启写屏障。
开始标记
标记结束(STW),关闭写屏障
清理(并发)
基于插入写屏障和删除写屏障在结束时需要STW来重新扫描栈,带来性能瓶颈。混合写屏障分为以下四步:

GC开始时,将栈上的全部对象标记为黑色(不需要二次扫描,无需STW);
GC期间,任何栈上创建的新对象均为黑色
被删除引用的对象标记为灰色
被添加引用的对象标记为灰色
总而言之就是确保黑色对象不能引用白色对象,这个改进直接使得GC时间从 2s降低到2us。