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我们在之前的文章上帝视角看JVM-垃圾回收中提到过，CMS垃圾收集器，CMS垃圾收集器在并发标记的过程中，因为标记期间应用线程还在继续跑，对象间的引用可能发生变化，也就可能导致多标和漏标的情况。为了解释清楚这种情况，我们引入三色标记（Tri-color Marking）来进行推导。
三色标记
我们把Gcroots可达性分析遍历对象过程中遇到的对象， 按照“是否访问过”这个条件标记成以 下三种颜色：
- 黑色： 表示对象已经被垃圾收集器访问过， 且这个对象的所有引用都已经扫描过。 黑色的对象代表已经扫描过， 它是安全存活的， 如果有其他对象引用指向了黑色对象， 无须重新扫描一遍。 黑色对象不可能直接（不经过灰色对象） 指向某个白色对象
- 灰色： 表示对象已经被垃圾收集器访问过， 但这个对象上至少存在一个引用还没有被扫描过。
- 白色： 表示对象尚未被垃圾收集器访问过。 显然在可达性分析刚刚开始的阶段， 所有的对象都是白色的， 若在分析结束的阶段， 仍然是白色的对象， 即代表不可达。
多标-浮动垃圾
在并发标记过程中，如果由于方法运行结束导致部分局部变量(gcroot)被销毁，这个gcroot引用的对象之前又被扫描过(被标记为非垃圾对象)，那么本轮GC不会回收这部分内存。这部分本应该回收但是没有回收到的内存，被称之为“浮动垃圾”。浮动垃圾并不会影响垃圾回收的正确性，只是需要等到下一轮垃圾回收中才被清除。另外，针对并发标记(还有并发清理)开始后产生的新对象，通常的做法是直接全部当成黑色，本轮不会进行清除。这部分对象期间可能也会变为垃圾，这也算是浮动垃圾的一部分。
漏标-读写屏障
漏标会导致被引用的对象被当成垃圾误删除，这是严重bug，必须解决，有两种解决方案： 增量更新（Incremental Update） 和原始快照（Snapshot At The Beginning，SATB） 。增量更新就是当黑色对象插入新的指向白色对象的引用关系时， 就将这个新插入的引用记录下来， 等并发扫描结束之 后， 再将这些记录过的引用关系中的黑色对象为根， 重新扫描一次。 这可以简化理解为， 黑色对象一旦新插入了指向白色对象的引用之后， 它就变回灰色对象了。原始快照就是当灰色对象要删除指向白色对象的引用关系时， 就将这个要删除的引用记录下来， 在并发扫描结束之后，再将这些记录过的引用关系中的灰色对象为根， 重新扫描一次，这样就能扫描到白色的对象，将白色对象直接标记为黑色(目的就是让这种对象在本轮gc清理中能存活下来，待下一轮gc的时候重新扫描，这个对象也有可能是浮动垃圾)以上无论是对引用关系记录的插入还是删除， 虚拟机的记录操作都是通过写屏障实现的。
写屏障
给某个对象的成员变量赋值时，其底层代码大概长这样：
/**
* @param field 某对象的成员变量，如 a.b.d
* @param new_value 新值，如 null
*/
void oop_field_store(oop* field, oop new_value) {
*field = new_value; // 赋值操作
}
所谓的写屏障，其实就是指在赋值操作前后，加入一些处理（可以参考AOP的概念）
void oop_field_store(oop* field, oop new_value) {
pre_write_barrier(field); // 写屏障‐写前操作
*field = new_value;
post_write_barrier(field, value); // 写屏障‐写后操作
}
- 写屏障实现SATB
当对象B的成员变量的引用发生变化时，比如引用消失（a.b.d = null），我们可以利用写屏障，将B原来成员变量的引用对象D记录下来：
void pre_write_barrier(oop* field) {
oop old_value = *field; // 获取旧值
remark_set.add(old_value); // 记录原来的引用对象
}
- 写屏障实现增量更新
当对象A的成员变量的引用发生变化时，比如新增引用（a.d = d），我们可以利用写屏障，将A新的成员变量引用对象D记录下来：
void post_write_barrier(oop* field, oop new_value) {
remark_set.add(new_value); // 记录新引用的对象
}
读屏障
oop oop_field_load(oop* field) {
pre_load_barrier(field); // 读屏障‐读取前操作3 return *field;
}
读屏障是直接针对第一步：D d = a.b.d，当读取成员变量时，一律记录下来：
void pre_load_barrier(oop* field) {
oop old_value = *field;
remark_set.add(old_value); // 记录读取到的对象
}
现代追踪式（可达性分析）的垃圾回收器几乎都借鉴了三色标记的算法思想，尽管实现的方式不尽相同：比如白色/黑色集合一般都不会出现（但是有其他体现颜色的地方）、灰色集合可以通过栈/队列/缓存日志等方式进行实现、遍历方式可 以是广度/深度遍历等等。
对于读写屏障,以Java HotSpot VM为例，其并发标记时对漏标的处理方案如下：
- CMS：写屏障 + 增量更新
- G1，Shenandoah：写屏障 + SATB
- ZGC：读屏障
工程实现中，读写屏障还有其他功能，比如写屏障可以用于记录跨代/区引用的变化，读屏障可以用于支持移动对象的并发执行等。功能之外，还有性能的考虑，所以对于选择哪种，每款垃圾回收器都有自己的想法。
