对每个对象维护一个引用计数,当引用对象的对象被销毁时,引用计数-1,如果引用计数为0,则进行垃圾回收
从根变量开始遍历所有引用的对象,引用的对象标记为"被引用",没有被标记的进行回收。
按照对象生命周期长短划分不同的代空间,生命周期长的放入老年代,而短的放入新生代,不同代有不能的回收算法和回收频率。
如下图所示,通过gcmarkBits位图标记span的块是否被引用。对应内存分配中的bitmap区。
2.1 三色标记#例如,当前内存中有A~F一共6个对象,根对象a,b本身为栈上分配的局部变量,根对象a、b分别引用了对象A、B, 而B对象又引用了对象D,则GC开始前各对象的状态如下图所示:
stop the world是gc的最大性能问题,对于gc而言,需要停止所有的内存变化,即停止所有的goroutine,等待gc结束之后才恢复。
标记-清除(mark and sweep)算法的STW(stop the world)操作,就是runtime把所有的线程全部冻结掉,所有的线程全部冻结意味着用户逻辑是暂停的。这样所有的对象都不会被修改了,这时候去扫描是绝对安全的。
Go如何减短这个过程呢?标记-清除(mark and sweep)算法包含两部分逻辑:标记和清除。
我们知道Golang三色标记法中最后只剩下的黑白两种对象,黑色对象是程序恢复后接着使用的对象,如果不碰触黑色对象,只清除白色的对象,肯定不会影响程序逻辑。所以: 清除操作和用户逻辑可以并发。
标记操作和用户逻辑也是并发的,用户逻辑会时常生成对象或者改变对象的引用,那么标记和用户逻辑如何并发呢?这里就让说到golang的写屏障了,我们在2.5中介绍。
2.4 GC流程#目前整个GC流程会进行两次STW(Stop The World), 第一次是Mark阶段的开始, 第二次是Mark Termination阶段.
需要注意的是, 不是所有根对象的扫描都需要STW, 例如扫描栈上的对象只需要停止拥有该栈的G.
从go 1.9开始, 写屏障的实现使用了Hybrid Write Barrier, 大幅减少了第二次STW的时间.
因为go支持并行GC, GC的扫描和go代码可以同时运行,这样带来的问题是GC扫描的过程中go代码有可能改变了对象的依赖树。
例如开始扫描时发现根对象A和B,B拥有C的指针。
为了避免这个问题, go在GC的标记阶段会启用写屏障(Write Barrier).
启用了写屏障(Write Barrier)后,
即使A可能会在稍后丢掉C, 那么C就在下一轮回收。
开启写屏障之后,当指针发生改变, GC会认为在这一轮的扫描中这个指针是存活的, 所以放入灰色
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