go的垃圾回收算法

Python023

go的垃圾回收算法,第1张

从Gov1.12版本开始,Go使用了非分代的、并发的、基于三色标记清除的垃圾回收器。

关于垃圾回收,比较常见的算法有引用计数、标记清除和分代收集,Golang语言使用的垃圾回收算法是标记清除。

Golang语言的标记清除垃圾回收算法,为了防止GC扫描时内存变化引起的混乱。那么就需要 STW,即Stop The World。具体在Golang语言中是指,在GC时先停止所有goroutine。再进行垃圾回收,等待垃圾回收结束后再恢复所有被停止的goroutine。

标记清除方法

启动STW,暂停程序的业务逻辑,找出不可达对象和可达对象。

将所有可达对象做标记,清除未标记的对象。停止STW,程序继续执行。循环往复,直到进程程序生命周期结束。因为STW需要暂停程序,为了减少暂停程序的时间。将清除操作移出 STW执行周期,但是优化效果不明显。

所谓三色标记,实际上只是为了方便叙述而抽象出来的一种说法,三色对应垃圾回收过程中对象的三种状态。白色是对象未被标记,gcmarkBits对应位为0,该对象将会在本次GC中被清理。灰色是对象还在标记队列中等待被标记,黑色是对象已被标记,gcmarkBits对应位为0,该对象将会在本次 GC中被回收。

最近垃圾分类的话题热度一下子就上去了,很多人因为垃圾分类的问题很头痛。因为垃圾这个话题,那我就想来说说Golang里面的垃圾,于是就有了这篇博客,golang中的垃圾回收。

现阶段网上针对golang垃圾回收的解析已经很多了,所以我也没有必要仔仔细细的一点点说,还是那个原则,用最直白的话告诉你,垃圾到底是怎么收的。

首先本文后续都会使用 GC 代替垃圾回收这几个字。

我们知道创建对象会给他分配内存资源,如果这个对象不使用了,而这个内存资源却一直被占用的话,那么我们的电脑很快就会被放满,所以需要将这些垃圾对象进行回收。

要回收,那么我们必须知道什么才是垃圾,什么不是垃圾。

在我们看来,一个对象以后都不用了,就是垃圾。

在程序看来,一个对象没有被引用了,就是垃圾。

首先说明一下,下面说的停,都是STW,stop the world,全世界暂停,所有运行的都停下来了。

先告诉所有人,停一下,我来记录一下当前状态。

告诉所有人,你们继续,该干嘛干嘛,我标记一下要用的对象

一开始所有点是白色,首先从根节点出发,标记相连的点为灰色(相连证明有引用),并且将所有灰色的点存起来;

告诉所有人,再停一下,在第二个过程中,因为所有人继续在工作,那么就会产生新的垃圾,因为第一个过程记录了状态,所以需要标记一下新的垃圾;然后清除所有白色的点,因为白色的点是没人引用的,也就是垃圾。

你一定会有这样的疑问:

那么既然会导致那么多问题,为什么不直接停下来,标记完回收完了再开始呢?

因为慢~

所以这样GC的原因是既要保证GC正常执行,又要保证效率,不能停的时间太长。

其实第一次停的时候,启动了一个写屏障 (write barrier)它需要记录后续过程中新创建的对象

这个过程称为三色标记,有点类似广度优先搜索。

这次是必须停,因为在第二个过程中引用会发生变化,从而需要停止后重新扫描一遍;然后关闭写屏障,最后再清理。

开启写屏障时需要stw

关闭写屏障前需要stw

开启写屏障之后的标记过程与其他程序并发执行

关闭写屏障之后的清扫过程与其他程序并发执行

那毕竟GC还是需要STW的,虽然可能停止时间很短,但是对于程序来说,整个程序停止1秒那对于用户来说就是致命打击。所以GC肯定需要一个触发的条件,不能想来就来。

这是一个触发的条件,默认GC百分比设置的是100,意思是,如果这次回收之后总共占用2M的内存,那么下次触发的条件时当超过4M的时候;同理,当这次回收之后总共占用4M,那么下次触发条件就是8M。

这个简单,当一定时间(2分钟)没有执行过GC就触发GC

使用命令 runtime.GC() 手动触发GC

以上就是在golang中垃圾回收的大致流程,总的来说使用三色标记法进行标记清除,并且标记时与程序运行并行,为了解决问题使用写屏障来记录标记过程中对象的变更。总来的来说也是为了提高垃圾回收的效率,并且尽可能的减少STW的时间。

了解下来,与java的分代回收相比,golang中的回收算法理解起来更加简单一些。

https://studygolang.com/articles/21569

https://spin.atomicobject.com/2014/09/03/visualizing-garbage-collection-algorithms/

https://www.jianshu.com/p/8b0c0f7772da

http://legendtkl.com/2017/04/28/golang-gc/