GO GC垃圾回收机制

垃圾回收(Garbage Collection,简称GC)是编程语言中提供的内存管理功能。

在传统的系统级编程语言(主要指C/C++)中,程序员定义了一个变量,就是在内存中开辟了一段相应的空间来存值。由于内存是有限的,所以当程序不再需要使用某个变量的时候,就需要销毁该对象并释放其所占用的内存资源,好重新利用这段空间。在C/C++中,释放无用变量内存空间的事情需要由程序员自己来处理。就是说当程序员认为变量没用了,就手动地释放其占用的内存。但是这样显然非常繁琐,如果有所遗漏,就可能造成资源浪费甚至内存泄露。当软件系统比较复杂,变量多的时候程序员往往就忘记释放内存或者在不该释放的时候释放内存了。这对于程序开发人员是一个比较头痛的问题。

为了解决这个问题,后来开发出来的几乎所有新语言(java,python,php等等)都引入了语言层面的自动内存管理 – 也就是语言的使用者只用关注内存的申请而不必关心内存的释放,内存释放由虚拟机(virtual machine)或运行时(runtime)来自动进行管理。而这种对不再使用的内存资源进行自动回收的功能就被称为垃圾回收。

三色标记算法

三色标记算法是对标记阶段的改进,原理如下:

  1. 起初所有对象都是白色。
  2. 从根出发扫描所有可达对象,标记为灰色,放入待处理队列。
  3. 从队列取出灰色对象,将其引用对象标记为灰色放入队列,自身标记为黑色。
  4. 重复 3,直到灰色对象队列为空。此时白色对象即为垃圾,进行回收。

可视化如下。

三色标记的一个明显好处是能够让用户程序和 mark 并发的进行,具体可以参考论文:《On-the-fly garbage collection: an exercise in cooperation.》。Golang 的 GC 实现也是基于这篇论文,后面再具体说明。

最后修改:2021 年 08 月 20 日
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