0、各个版本机制
相关概念
- 垃圾回收
- 内存管理
- 自动释放
- 三色标记法
- STW(stop the world)
GO v1.3及之前GC - 标记清除法
- STW：强制暂停当前程序的所有逻辑业务。
- 标记清除(mark and sweep)：执行STW，遍历对所有的可达对象做上标记，（可达对象：通过该程序创建、调用和依赖的对象，不包括依赖该程序中对象的对象），剩余不可达的对象（即未标记的对象）清除。
- 缺点：会使用STW，让程序暂停，性能低，程序卡顿；标记需要扫描整个heap，复杂度高；会产生heap碎片，随后的碎片清理问题。
GO v1.5改进GC - 三色标记法
- 三个标记表：White白色标记表、Gray灰色标记表、Black黑色标记表，初始所有对象都记录在White.
- 遍历第一层：对程序的Root Set根节点集合进行遍历，只遍历一层，将遍历到的对象从White中取出，存入Gray.
- 遍历Gray标记表：将Gray中的所有对象遍历一层，遍历后将结果对象加入Gray，并将原本Gray中的对象加入Black.
- 循环往复遍历Gray，直至Gray 中无对象，此时White中的所有对象都可作为Garbage。.
STW的必要性(在三色标记法中)
- 存在的隐患：在整个GC过程中，若不使用STW时，同时满足两个条件，可能会造成对象丢失。
- 条件1：Black中的对象引用了一个White中的对象，比如对象C.
- 条件2：GC过程中，Gray中的对象舍弃了对于White中特定对象的引用，比如对象C.
1、Golang采用的优化方法
强三色不变式
- 破坏条件1：强制性的不允许Black中对象引用White中对象。
弱三色不变式
- 破坏条件2：Black对象可以引用White对象，但此White对象必须存在其他Gray对其引用，或者可达此White对象的链路上上游存在Gray对象。
2、实现方法 - 屏障机制
插入屏障
- 机制：在Black对象A引用新的对象B时，对象B立马被标记为Gray，即将对象B挂在对象A的下游。（满足强三色不变式）
- 不足：插入屏障不可以用于栈空间，只对位于堆空间的对象执行插入屏障机制，所以每次结束时，需要使用STW机制重新扫描栈空间的对象，大约需要10~100ms.（满足弱三色不变式）
删除屏障
- 机制：被删除的对象，如果自身为Gray or White，那么被标记为Gray.
- 不足：回收精度较低，通过删除屏障存活下的对象可以多活一轮，当然，到了下一轮GC如果其没什么变化，依旧会被删除。
3、混合写屏障
机制
- GC开始，对栈上所有对象扫描并标记为黑色(之后不再进行第二次重复扫描，无需STW)。
- GC期间，任何在栈上创建的新对象，均标记为黑色。
- GC期间，被删除的对象标记为灰色；被添加的对象标记为灰色（在栈空间上不启用）。
场景一
- 场景内容：对象A被一个堆对象B删除引用，成为栈对象C的下游。
- 场景结果：对象A标记为Gray.
场景二
- 场景内容：对象A被一个栈对象B删除引用，成为另一个栈对象C的下游。
- 场景结果：对象A标记为Black.
场景三
- 场景内容：对象A被一个堆对象B删除引用，成为另一个堆对象C的下游。
- 场景结果：对象A标记为Gray.
场景四
- 场景内容：对象A被一个栈对象B删除引用，成为另一个堆对象C的下游。
- 场景结果： 对象A依旧标记为Black，堆对象C的最相邻下游节点标记为Gray.