图解Golang的GC垃圾回收算法
作者:RyuGou 时间:2023-07-12 23:25:45
虽然Golang的GC自打一开始,就被人所诟病,但是经过这么多年的发展,Golang的GC已经改善了非常多,变得非常优秀了。
以下是Golang GC算法的里程碑:
v1.1 STW
v1.3 Mark STW, Sweep 并行
v1.5 三色标记法
v1.8 hybrid write barrier
经典的GC算法有三种: 引用计数(reference counting)
、 标记-清扫(mark & sweep)
、 复制收集(Copy and Collection)
。
Golang的GC算法主要是基于 标记-清扫(mark and sweep)
算法,并在此基础上做了改进。因此,在此主要介绍一下 标记-清扫(mark and sweep)算法
,关于 引用计数(reference counting)
和 复制收集(copy and collection)
可自行百度。
标记-清扫(Mark And Sweep)算法
此算法主要有两个主要的步骤:
标记(Mark phase)
清除(Sweep phase)
第一步,找出不可达的对象,然后做上标记。
第二步,回收标记好的对象。
操作非常简单,但是有一点需要额外注意: mark and sweep
算法在执行的时候,需要程序暂停!即 stop the world
。
也就是说,这段时间程序会卡在哪儿。故中文翻译成 卡顿
。
我们来看一下图解:
开始标记,程序暂停。程序和对象的此时关系是这样的:
然后开始标记,process找出它所有可达的对象,并做上标记。如下图所示:
标记完了之后,然后开始清除未标记的对象:
然后 垃圾
清除了,变成了下图这样。
最后,停止暂停,让程序继续跑。然后循环重复这个过程,直到 process
生命周期结束。
标记-清扫(Mark And Sweep)算法存在什么问题?
标记-清扫(Mark And Sweep)算法
这种算法虽然非常的简单,但是还存在一些问题:
STW,stop the world;让程序暂停,程序出现卡顿。
标记需要扫描整个heap
清除数据会产生heap碎片
这里面最重要的问题就是:mark-and-sweep 算法会暂停整个整个程序。
Go是如何面对并这个问题的呢?
三色并发标记法
我们先来看看Golang的三色标记法的大体流程。
首先:程序创建的对象都标记为白色。
gc开始:扫描所有可到达的对象,标记为灰色
从灰色对象中找到其引用对象标记为灰色,把灰色对象本身标记为黑色
监视对象中的内存修改,并持续上一步的操作,直到灰色标记的对象不存在
此时,gc回收白色对象。
最后,将所有黑色对象变为白色,并重复以上所有过程。
来源:https://juejin.im/post/5c8525666fb9a049ea39c3e6