gc入口
- 手动出发：
runtime.GC - 内存使用达到某个阈值：
runtime.mallocgc - 后台有个goroutine每2min触发一次：
forcegchelper
三色
黑色：已经扫描完毕，子节点扫描完毕。(gcmarckbits=1，且在队列外)
灰色：已经扫描完毕，子节点未扫描完毕。(gcmarckbits=1，且在队列内)
白色： 未扫描，collector不知道任何相关信息
三色主要是为了能让垃圾回收流程与应用流程并发执行
GC roots
- 全局变量
- goroutine栈
GC发展史
v1.3-标记清除法
主要分为两个步骤：
- 启动STW
- mark标记
- 停止STW
- sweep清除
- 开启STW，停止程序运行，从root节点开始标记
2. 从root出发，标记所有可达对象
3. 停止STW，回收所有未被标记的对象
缺点:整个GC期间需要STW，性能太差
v.15 三色标记法
三色标记法如果仅仅是这样的话，仍然需要STW，但是为什么呢？
举一个例子：
本该存在的对象被垃圾回收掉，这可是bug！
这时你肯定会疑惑，这三色标记法有问题，加了STW影响性能，不加STW有bug，这也用不了啊。
那我们继续看go是如何解决这个问题的
在三色标记过程中，对象如果要缺失，要同时满足以下两点：
- 白色对象被黑色对象引用
- 灰色对象与白色对象间的关系遭到破坏
只要破环上面两个条件之一，就能保证对象不会丢失，所以golang团队提出了两种破环条件的方式：
- 强三色不变式
- 弱三色不变式
强三色不变式
不允许黑色对象引用白色对象
弱三色不变式
所有被黑色对象引用的白色对象，都有一条路径能够被灰色对象引用
为次，提出了两种实现机制：
- 插入写屏障
- 删除写屏障
插入写屏障
当A对象引用B对象时，将B标记为灰色
注意:插入写屏障只在堆中生效，不在站空间生效，因为go可能有很多gotoutine，都进行栈的写屏障保护会有性能问题
下面演示插入写屏障如何工作：
由于堆区的插入写屏障机制，obj3得到保护，被标记为灰色。但是因为栈上没有插入写屏障机制，所以在扫描完成时，仍然可能存在栈上白色对象被黑色对象引用，所以最后需要在栈空间上STW，再扫描一次
所以插入写屏障，是在正常三色标记后，需要在栈上STW，并再扫描一次
删除写屏障
当删除引用时，被删除的对象是灰色或者白色，则被标记成灰色
下面演示删除写屏障如何工作：
此时我们发现，在栈上删除对象会触发删除写屏障机制，因为删除写屏障会在GC开始时，对整个栈做快照，从而达到拦截删除操作 但是删除写屏障有一个缺点，如下所示：
一个对象被删除后，虽然可能没有其他存活对象引用它，但是仍然在本轮GC中存活，会降低回收精度，增加下轮GC成本
总结
插入写屏障和删除写屏障都解决了单一三色标记法需要长时间STW的问题，并且goV1.5采用了插入写屏障+三色标记法作为golang的GC机制。
两种写屏障的对比:
- 插入写屏障：
- 栈上的操作无法拦截，最后需要对栈STW，再重新扫描一次
- 删除写屏障：
- GC开始时，会记录整个栈的快照，用来拦截操作
- 回收精度低
V1.8混合写屏障机制
在gov1.8将两个机制的优点采纳，提出了混合写屏障机制：
- GC刚开始的时候，将栈上所有可达对象全部标记为黑色
- GC期间，任何在栈上创建的对象，均为黑色
- 堆上被删除的对象标记为灰色
- 堆上新增的对象被标记为灰色
我们来分析下过程：
场景1: 堆对象被删除引用，并被栈对象引用
场景2: 栈对象被删除引用，并被另一个栈对象引用
场景3: 堆对象被删除引用，并被另一个堆对象引用
场景4: 栈对象被删除引用，并被另一个堆对象引用
总结
混合写屏障机制：只在堆中生效，避免了最后对栈的STW以及re-scan，提升GC效率
GC标记简要过程
- 标记首先找到所有要标记的root：全局变量以及goroutine的栈
- 在标记过程中，会将表记的灰色对象放入
gcWork中的wbuf1或wbuf2中，一个满了再放另一个，此时是无索的放。当两个都满了，就加锁往work的全局full里面放。 - 在标记过程中，goroutine和扫描goutine并发执行，所以会将此时修改的指针的指向前/后对象放到wbBuf里面
- 接下来唤醒清扫流程
GC清扫
// gcenable is called after the bulk of the runtime initialization,
// just before we're about to start letting user code run.
// It kicks off the background sweeper goroutine, the background
// scavenger goroutine, and enables GC.
func gcenable() {
// Kick off sweeping and scavenging.
gcenable_setup = make(chan int, 2)
go bgsweep()
go bgscavenge()
<-gcenable_setup
<-gcenable_setup
gcenable_setup = nil
memstats.enablegc = true // now that runtime is initialized, GC is okay
}
bgsweep: 负责清扫mspan，用gcmarkbits替换allocbits，把unswept的mspan变成swept的mspan
bgscavenge: 负责奖内存归还给os
