Golang——垃圾回收GC

Posted 2021-01-26 saryli

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Golang——垃圾回收GC相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

引用计数：对每个对象维护一个引用计数，当引用该对象的对象被销毁时，引用计数减1，当引用计数器为0是回收该对象。
- 优点：对象可以很快的被回收，不会出现内存耗尽或达到某个阀值时才回收。
- 缺点：不能很好的处理循环引用，而且实时维护引用计数，有也一定的代价。
- 代表语言：Python、php、Swift
标记-清除：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。
- 优点：解决了引用计数的缺点。
- 缺点：需要STW，即要暂时停掉程序运行。
- 代表语言：Golang(其采用三色标记法)
分代收集：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。
- 优点：回收性能好
- 缺点：算法复杂
- 代表语言： JAVA

标记

在之前的Go语言——内存管理一文中，分析过span是内存管理的最小单位，所以猜测gc的粒度也是span。

type mspan struct {
    // allocBits and gcmarkBits hold pointers to a span‘s mark and
    // allocation bits. The pointers are 8 byte aligned.
    // There are three arenas where this data is held.
    // free: Dirty arenas that are no longer accessed
    //       and can be reused.
    // next: Holds information to be used in the next GC cycle.
    // current: Information being used during this GC cycle.
    // previous: Information being used during the last GC cycle.
    // A new GC cycle starts with the call to finishsweep_m.
    // finishsweep_m moves the previous arena to the free arena,
    // the current arena to the previous arena, and
    // the next arena to the current arena.
    // The next arena is populated as the spans request
    // memory to hold gcmarkBits for the next GC cycle as well
    // as allocBits for newly allocated spans.
    //
    // The pointer arithmetic is done "by hand" instead of using
    // arrays to avoid bounds checks along critical performance
    // paths.
    // The sweep will free the old allocBits and set allocBits to the
    // gcmarkBits. The gcmarkBits are replaced with a fresh zeroed
    // out memory.
    allocBits  *gcBits
    gcmarkBits *gcBits
}

　　技术分享图片

bitmap

如图所示，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。

三色标记

灰色：对象已被标记，但这个对象包含的子对象未标记
黑色：对象已被标记，且这个对象包含的子对象也已标记，gcmarkBits对应的位为1（该对象不会在本次GC中被清理）
白色：对象未被标记，gcmarkBits对应的位为0（该对象将会在本次GC中被清理）

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:

初始状态下所有对象都是白色的。
接着开始扫描根对象a、b; 由于根对象引用了对象A、B,那么A、B变为灰色对象，接下来就开始分析灰色对象，分析A时，A没有引用其他对象很快就转入黑色，B引用了D，则B转入黑色的同时还需要将D转为灰色，进行接下来的分析。
灰色对象只有D，由于D没有引用其他对象，所以D转入黑色。标记过程结束
最终，黑色的对象会被保留下来，白色对象会被回收掉。