Golang中GC回收机制三色标记与混合写屏障

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堆和栈的区别

1、堆栈空间分配区别

栈(操作系统):由操作系统(编译器)自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

堆(操作系统): 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收,分配方式倒是类似于链表。

2、堆栈缓存方式区别

栈使用的是一级缓存, 它们通常都是被调用时处于存储空间中,调用完毕立即释放。

堆则是存放在二级缓存中,生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定(并不是一旦成为孤儿对象就能被回收)。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

3、堆栈数据结构区别

堆(数据结构):堆可以被看成是一棵树,如:堆排序。

栈(数据结构):一种先进后出的数据结构。

Go v1.3之前 标记清除法

  1. STW开始
  2. 标记可达对象
  3. 清除不可达对象
  4. 退出STW

产生的问题:

  • STW开始到结束,线程不可用(a)
  • 标记可达对象需要扫描全部的堆
  • 清除不可达对象之后可能会导致堆中的碎片化

Go V1.5三色标记法

缺点:如果三色标记法不被STW保护,同时满足下面两个条件,则出现对象丢失现象

条件1 一个白色对象被黑色对象引用

条件2 灰色对象与它之间的可达关系的白色对象遭到破坏

强弱三色不变式

1. 强三色不变式

强制性的不允许黑色对象引用白色对象

2. 弱三色不变式

黑色对象可以引用白色对象,但此白色对象上游必须有灰色对象引用它

屏障机制

1. 插入屏障

对象被引用时触发,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

Golang

插入屏障的不足:结束时需要stw重新扫描

2. 删除屏障

对象被删除时触发,被删除的对象,如果自身为灰色或者白色,那么标记为灰色。

满足弱三色不变式

删除屏障的不足:一对象即使成为了孤儿对象,也可以活过这一轮gc,在下一轮gc才能清理掉

Go V1.8三色标记法+混合写屏障

1、GC开始将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。

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