标签：灰色 标记 对象 白色 回收 栈上 STW GC 垃圾

GC垃圾回收

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1. Go V1.3 之前标记清除法(mark and sweep)

程序可达对象有1->2->3，4->7等五个对象；

​ 在进行垃圾回收时，为了避免程序错乱，首先会进行STW(stop the world)，将程序业务逻辑进行暂停，然后将程序可达对象全部进行标记，未被标记的对象被视为垃圾需要进行回收。垃圾回收完成后，解除STW，程序继续执行；

标记清除法的缺点：

• 存在STW过程，会让程序暂停，程序会出现卡顿现象主要问题；
• 标记需要对整个heap扫描，耗时长；
• 清除数据会产生heap碎片；

优化：

​ 尽量缩短STW时间，将垃圾清除和停止STW进行互换，缩短STW时间，即先解除STW，然后执行垃圾回收(上面三、四步之间进行交换)。但是标记时间任然过长；

2. Go V1.5 三色标记法

程序可达对象有1->2->3，4->7等五个对象；

三色：白、灰、黑，分别对应三色标记表，其中灰色为临时状态，最终态为白色或者黑色；

​ 初始将程序所有对象标记为白色，遍历一次程序根集合，将一次比那里可达对象标记为灰色，然后将可达对象由白色标记为灰色，并将对象移至灰色标记表；然后遍历灰色标记表，将可达对象由白色变为灰色，遍历之后的灰色变为黑色。重复之前操作，直到灰色标记表没有数据。最后剩余的白色对象即为垃圾。

如果三色标记过程中不启用STW：

• 条件1：当一个白色对象被一个黑色对象引用(白色挂载在黑色下)，如图对象3挂在对象4下；
• 条件2：灰色对象与该白色对象之间可达关系被破坏(灰色丢了该白色)，对象2丢失了对象3；

如果上述两个条件同时满足，就会造成对象丢失(会导致对象3丢失)，所以还是要加STW；

解决办法：阻止上述两个条件同时成立

• 强三色不变式：强制性的不允许黑色对象引用白色对象(破坏条件1)
• 弱三色不变式：黑色可以引用白色，若白色对象被灰色对象(或白色对象链路上层存在灰色对象)引用(破坏条件2)

只要满足强/弱三色不变式之一，即可保证对象不丢失；

根据强/弱三色不变式，衍生了屏障机制：

• 插入屏障不再栈上使用，因为你每次引用对象都要进行判断，首先栈的空间较小，还需要提供日常函数调用，因此需要对性能有要求，因此插入屏障不再栈上使用)

  • 具体操作：在A对象引用B对象时，B对象被标记为灰色，满足强三色不变式(不存在黑色对象引用白色对象，因为白色对象全部变为灰色了)

    

  • 缺点：因为栈上不使用插入屏障，所以如果栈上某个黑色对象引用了白色对象，最终白色对象会被丢弃 上面对象9会被丢失

  • 解决办法：回收白色对象之前，启动stw，将栈上数据全部变为白色，在进行一次扫描。停止stw，进行清除白色操作 就可以避免对象9丢失 这样stw比较短暂

    插入写屏障不足：结束时需要STW重新扫描栈空间；

    

• 删除屏障：还是栈上不使用

  • 具体操作：被删除对象，如果自身为灰色或者白色，那么被标记为灰色 满足弱三色不变式(保护灰色对象到白色对象的路径不会断)

  • 缺点：回收精度比较低，被删除的对象在下一轮才会被清理掉

3. Go V1.8 三色标记法+混合写屏障机制

栈上不使用：

• GC将栈上可达对象全部置黑色(之后不再进行二次扫描，无需STW)
• GC期间，在栈上创建新对象，都是黑色
• 被删除对象置为灰色
• 被添加对象置为灰色

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来源： https://www.cnblogs.com/wustjq/p/16439693.html

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