Golang 垃圾回收

本文主要是介绍Golang 垃圾回收，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Go 垃圾回收使用的是标记-回收算法，分为四个阶段：标记准备阶段，标记阶段，标记终止阶段，清理阶段。

一、垃圾回收流程

1）标记准备阶段

进行的操作：

• 判断当前协程是否可以抢占，不可以抢占不触发GC；
• 启动后台标记协程；
• 暂停用户协程（STW - stop the word）；
• 开启写屏障；
• 将根对象入队；

标记协程的启动数量？
每个逻辑处理器P会启动一个标记协程，但并不是每个标记协程都会执行，同时执行的标记协程数量大约是P的25%，也就是有25%的CPU用在GC上。例如，有4个P，那同一时间只有1个标记协程在执行。这样做可以减少GC给用户程序带来的影响。
[代码：runtime/mgc.go.startCycle()]

标记协程的调度过程？
STW后，重新启动所有协程，调度器会进行新的一轮调度，这时会判断程序是否处于GC阶段，如果是则判断是否需要执行标记任务。怎么判断呢？分两种情况：
第一种，需要执行的标记协程数(dedicatedMarkWorkersNeeded)大于0时，此时是DedicatedMode模式；
第二种，fractionalUtilizationGoal大于0且当前P执行标记任务的时间小于fractionalUtilizationGoal*当前标记周期的时间，这种情况只会占用部分时间来进行标记任务，超出时间后，其它协程可以抢占，此时是FractionalMode模式。
[代码：runtime/mgc.go.findRunnableGCWorker()]

为什么要开启写屏障？
因为用户协程和标记协程是并发执行的，在标记的过程中，函数栈内可能会有新分配的对象，如果没有开启写屏障，那新分配的对象是标记为白色的，可能会在这次GC中被误回收。写屏障的作用就是把新分配的对象标记为灰色，避免误回收，这些灰色对象会在下次GC中判断是否需要回收。

根对象包含什么？
根对象包含了全局对象、栈对象（goroutine栈）

2）标记阶段

进行的操作：

• 恢复用户协程；
• 使用三色标记法开始标记，此时用户协程和标记协程并发执行；

标记任务的模式有哪些？
1、DedicatedMode：代表当前P专门负责标记对象，不会被抢占；
2、FractionalMode：在标记任务到达目标时间后，会自动退出；
3、IdleMode：当前P没有可以执行的G，执行标记任务，直到被抢占；

在DedicateMode模式中，协程不能被抢占，那这个P中的G将得不到执行，怎么办呢？
先执行可以被抢占的标记协程，如果标记协程已经被抢占了，则将当前P中的G挪到全局队列中，进入不能被抢占的模式

三色标记法：

黑色对象：对象已被标记，包含的子对象也被标记，不会在本次GC中回收
灰色对象：对象已被标记，但包含的子对象尚未标记，不会在本次GC中回收
白色对象：对象未标记，会在本次GC中回收

三色标记法用是否可达来判断对象是否存活，首先会扫描根对象，将根对象引用的对象标记为灰色；然后处理灰色对象，将灰色对象引用的对象标记为灰色，自身标记为黑色，循环处理灰色对象，直到灰色对象集合为空，此时只剩黑色对象和白色对象

3）标记终止阶段

进行的操作：

• 暂停用户协程
• 计算下一次触发GC时需要达到的堆目标
• 唤醒后台清扫协程

4）清理阶段

进行的操作：

• 关闭写屏障
• 恢复用户协程
• 异步清理回收

二、垃圾回收触发时机

1. 内存分配量达到阈值：每次内存分配都会判断当前内存是否达到阈值，如果是则触发GC。阈值为当前堆内存达到2倍上一次GC后的内存，2倍为内存增长率，可通过环节变量GOGC调整；
2. 定时触发：默认2分钟触发一次，这个配置在runtime/proc.go里的forcegcperiod参数；
3. 手动触发：使用runtime.GC() 手动触发；

浅析 Golang 垃圾回收机制
深入理解Go-垃圾回收机制
《Go 语言底层原理剖析》 - 郑建勋

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