go 自动回收机制 | 青训营笔记

这是我参与[第五届青训营]伴学笔记创作活动的第三天。

简介

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本篇笔记主要包含 go 中自动回收机制中的相关概念。

自动回收机制

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任务：

• 为新对象分配空间
• 找到存活对象
• 回收死亡对象的内存空间

相关概念：

• Mutator : 业务线程,分配新对象，修改对象指向关系
• Collector : GC线程，找到存活对象，回收死亡对象的内存关系
• Serial GC : 只有一种 Collector
• Parallel GC : 支持多个 Collector 同时回收的 GC 算法
• Concurrent GC : mutator(s) 和 Collector(s) 可以同时执行

实现方法：

1. 引用计数
   • 每个对象都有一个与之关联的引用数目
   • 对象存活的条件：当且仅当引用数大于0
   • 优点
     • 内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
     • 不需要了解 runtime 实现细节
   • 缺点
     • 维护引用计数的开销大(原子操作)
     • 无法回收环形数据结构
     • 内存开销：每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目
     • 回收内存时依然可能引发暂停
2. 追踪垃圾回收机制
   • 对象被回收的条件：指针指向不可达的对象
   • 步骤
     • 标记根元素（静态变量，全局变量，常量，线程栈）
     • 找到可达对象，求指针指向关系的传递闭包：从根对象出发，找到所有可达对象
     • 清理：所有不可达对象
     • 清理机制：
       • Copying GC : 将存活对象复制到另外的内存空间
       • Mark-sweep GC :将死亡对象的内存标记为“可分配”
       • Mark-compact GC :移动并整理存活对象
   • 分代 GC：一种选择清理机制的决策算法，通过将不同的对象分为年轻代和老年代，每一对象只要经历过一次 GC 就“岁数”加1，这样对于不同的年代的对象使用不同的清理机制。
     • 年轻代 Young generation
       • 常规的对象分配
       • 由于存活对象很少，可以采用 copying collection
       • GC 吞吐率很高
     • 老年代 Old generation
       • 对象趋于一直活着，反复复制开销较大
       • 可以采用 mark-sweep collection