垃圾回收
垃圾回收、三色标记原理
垃圾回收就是对程序中不再使用的内存资源进行自动回收的操作。
1 常见的垃圾回收算法：
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引用计数：每个对象维护一个引用计数，当被引用对象被创建或被赋值给其他对象时，引用计数自动加 +1；当引用该对象的对象被销毁时，则计数 -1 ，当计数为 0 时，回收该对象。
- 优点：对象可以很快被回收，不会出现内存耗尽或到达阀值才回收。
- 缺点：不能很好的处理循环引用
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标记-清除：从根变量开始遍历所有引用的对象，引用的对象标记“被引用”，没有被标记的则进行回收。
- 优点：解决了引用计数的缺点。
- 缺点：需要 STW（stop the world），暂时停止程序运行。
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分代收集：按照对象生命周期长短划分不同的代空间，生命周期长的放入老年代，短的放入新生代，不同代有不同的回收算法和回收频率。
- 优点：回收性能好
- 缺点：算法复杂
2 三色标记法
- 初始状态下所有对象都是白色的。
- 从根节点开始遍历所有对象，把遍历到的对象变成灰色对象
- 遍历灰色对象，将灰色对象引用的对象也变成灰色对象，然后将遍历过的灰色对象变成黑色对象。
- 循环步骤3，直到灰色对象全部变黑色。
- 通过写屏障(write-barrier)检测对象有变化，重复以上操作
- 回收所有白色对象（垃圾）。
3 根对象是什么？
根对象在垃圾回收的术语中又叫做根集合，它是垃圾回收器在标记过程时最先检查的对象，包括：
- 全局变量：程序在编译期就能确定的那些存在于程序整个生命周期的变量。
- 执行栈：每个 goroutine 都包含自己的执行栈，这些执行栈上包含栈上的变量及指向分配的堆内存区块的指针。
- 寄存器：寄存器的值可能表示一个指针，参与计算的这些指针可能指向某些赋值器分配的堆内存区块。
4 STW（Stop The World）
- 为了避免在 GC 的过程中，对象之间的引用关系发生新的变更，使得GC的结果发生错误（如GC过程中新增了一个引用，但是由于未扫描到该引用导致将被引用的对象清除了），停止所有正在运行的协程。
- STW对性能有一些影响，Golang目前已经可以做到1ms以下的STW。
5 写屏障(Write Barrier)
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为了避免GC的过程中新修改的引用关系到GC的结果发生错误，我们需要进行STW。但是STW会影响程序的性能，所以我们要通过写屏障技术尽可能地缩短STW的时间。
造成引用对象丢失的条件:
一个黑色的节点A新增了指向白色节点C的引用，并且白色节点C没有除了A之外的其他灰色节点的引用，或者存在但是在GC过程中被删除了。
以上两个条件需要同时满足：满足条件1时说明节点A已扫描完毕，A指向C的引用无法再被扫描到；满足条件2时说明白色节点C无其他灰色节点的引用了，即扫描结束后会被忽略 。
写屏障破坏两个条件其一即可
- 破坏条件1：Dijistra写屏障
满足强三色不变性：黑色节点不允许引用白色节点 当黑色节点新增了白色节点的引用时，将对应的白色节点改为灰色
- 破坏条件2：Yuasa写屏障
满足弱三色不变性：黑色节点允许引用白色节点，但是该白色节点有其他灰色节点间接的引用（确保不会被遗漏） 当白色节点被删除了一个引用时，悲观地认为它一定会被一个黑色节点新增引用，所以将它置为灰色
GC过程中新分配的内存会立即标记，用的正是写屏障技术，即GC过程中新分配的内存不会在本轮被回收。
6 GC 触发时机
内存分配量达到阈值触发GC
每次内存分配时都会检查当前内存分配量是否已达到阈值，如果达到阈值立即启动GC，
阈值 = 上次GC内存分配量 × 内存增长率
内存增长率由环境变量GOGC控制，默认为100，即每当内存扩大一倍时启动GC。
定期触发GC
默认情况下，最长2分钟触发一次GC，这个时间间隔由 runtime.forcegcperiod变量声明
主动触发：
程序代码中可以调用 runtime.GC（）来触发GC，主要用于GC的性能测试和统计。
