Golang中的GC机制

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1wz4y1y7Kd?spm_id_from=444.41.0.0

Go V1.3之前 标记清除（mark and sweep）

步骤：

第一步，暂停程序业务逻辑，找出可达和不可达的对象。

第二步，开始标记，程序找出它所有可达的对象，并做上标记。

第三步，标记完之后，清除未标记的对象。

第四步，停止暂停，让程序继续执行。

标记清除的缺点 ：

1. STW， stop the world，让程序暂停，程序出现卡顿（严重）
2. 标记需要扫描整个heap
3. 清除数据会产生heap碎片

Go V1.5 三色标记法

三色：白灰黑

程序起初创建，全部标记为白色，将所有对象放入白色集合中。

遍历Root Set(非递归形式，只遍历一次)，得到灰色节点。

遍历灰色标记表，将可达的对象，从白色标记为灰色，遍历之后的灰色标记为黑色。

重复上一步，直到灰色标记表中无任何对象。

Go V1.8 混合写屏障机制

三色标记最不希望看到：1.一个白色对象被黑色对象引用，2.灰色对象与的白色对象之间的可达关系遭到破坏。

以上两条同时发生时，没有STW就会出现对象丢失现象。

最简单的解决方式就是STW，但是STW的过程有明显的资源浪费，对所有的用户程序都有很大的影响。

故为了保证对象不丢失的情况下尽可能的提高GC效率，可以想办法使两种情况不会同时发生。

强三色不变式： 强制性的不允许黑色对象引用白色对象（破坏1.一个白色对象被黑色对象引用）

弱三色不变式： 黑色对象可以引用白色对象，白色对象存在其他的灰色对象对它的引用，或者可达它的链路上游存在灰色对象（破坏2.灰色对象与的白色对象之间的可达关系遭到破坏）

插入屏障：

具体操作： 在A对象引用B对象的时候，B对象被标记为灰色。

满足：强三色不变式。

不足：结束时需要STW来重新扫描栈。

删除写屏障：

具体操作： 被删除的对象，如果自身为灰色或者白色，那么被标记为灰色。

满足：弱三色不变式。

不足：回收精度低，一个对象即使被删除了最后一个指向它的指针依旧可以活过这一轮，在下一轮中才被GC清理。

Go V1.8的三色标记法+混合写屏障机制：

具体操作：

1. GC开始栈上的对象全部扫描并标记为黑色（之后不再进行第二次重复扫描，无需STW）。

2.GC期间，任何在栈上创建的新对象，均为黑色。

3.被删除的对象标记为灰色。

4.被添加的对象标记为灰色。

满足：变形的弱三色不变式（结合了插入、删除写屏障两者的优点）。