这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第8天
笨人纯小白，笔记包括一些上课学到的知识和课外总结的内容，如有错误请指正！
十一、Golang内存管理（三：垃圾回收GC）
11.1 垃圾回收算法
引用计数
对每一个对象维护一个计数器，引用该对象的对象被销毁时，计数器减一，计数器减为0时回收对象，表示没有被引用了。
- 优点：对象可以很快被回收，不会出现内存耗尽才回收。
- 缺点：对于
循环引用的处理并不友好。
标记清除
从根变量开始遍历所有引用的对象，引用对象标记为被引用，没有标记的对象被回收。
- 优点：解决了引用计数不能很好地处理循环引用的问题。
- 缺点：GC时需要暂停程序运行。
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，生命周期短的放入新生代，不同代有不同的回收算法。
- 优点：回收性能高。
- 缺点：算法复杂。
Go语言采用的是标记清除法，Go把它称作三色标记法。
11.2 根对象
根对象是在垃圾回收的过程中最先被检查的对象，包括：
- 全局变量：全局变量存在于程序整个生命周期。
- 协程栈中的对象，或者从栈上逃逸到堆上的对象。
- 被寄存器中的
指针引用的对象。
11.3 三色标记法
三色只是为了方便描述而抽象出来的一种说法，实际上并没有颜色，所说的三种颜色指的是对象的三种状态。
- 白色：对象未被标记，在mspan中的
gcmarkBits成员对应的位为0。 - 灰色：等待被标记的对象
- 黑色：对象被标记，在mspan中的
gcmarkBits成员对应的位为1。
三色标记的过程
假设根对象为A，内存中存在六个对象，分别是对象1~对象6，根对象A引用了对象2，而对象2引用了对象4。
第一步，初始所有对象都标记为白色。
第二步，从根对象A对其引用的对象进行扫描，扫描到的对象(对象2)标记为灰色。
第三步，将灰色对象(对象2)标记为黑色，把灰色对象(对象2)标记为黑色的同时，扫描其(对象2)引用的对象(对象4)标记为灰色。
第四步，将灰色对象(对象4)标记为黑色，同时扫描(对象4)其引用的对象，发现没有引用其他对象了，此时不存在灰色对象了。而对象1、对象3、对象5、对象6都是白色，对象2、对象4为黑色，当不存在灰色对象时表明标记过程结束，那么所有白色对象会被回收，黑色对象保留。
11.4 STW
STW全称为stop the world，意思是暂停程序的运行，在垃圾回收的过程中，如果不暂停程序的运行，指针传递会引起内存引用关系变化，如果错误的回收了还在使用的内存，带来的结果可能是灾难性的。例如下图中，A、B、C、D、E、F都被标记为黑色，而G、H为白色，那么G、H将会被回收，如果没有STW，此时程序继续运行，黑色对象突然又引用了G、H，而扫描过程已经结束了，那么就会错误的回收G、H这两个还在使用的对象。
因此在进行垃圾回收时，需要暂停程序的运行，专心做垃圾回收，等待垃圾回收结束后再恢复程序运行。
11.5 混合屏障
由于STW对程序的执行影响较大，对于一些应用是不可接受的，特别是WEB应用，所以Go也不断地在优化GC，提出了混合屏障，使得程序和GC同时运行。
删除屏障
灰色对象B引用了对象C，如下图：
GC扫描的过程，程序继续执行，此时程序移除了灰色对象B对白色对象C的引用，如下图：
程序继续执行，此时程序添加了黑色对象E对白色对象C的引用，如下图：
GC扫描的过程只会扫描根对象和灰色对象的引用，而不会扫描黑色对象的引用，所以上述情况会导致最终对象C被错误清除。
因此出现了删除屏障，删除屏障就是在GC扫描的过程中，对于引用被移除的对象(上图中的C对象)，会立即置为灰色，保证其不会被错误清除。
所以上述过程变为了：
移除了B对象对C对象的引用：
删除屏障起作用，将被移除引用的C对象置灰：
程序添加了黑色对象E对白色对象C的引用：
最终保证了C对象不会被错误回收。
插入屏障
删除屏障保证了移除引用时，对象不会被错误清除，但是并不能保证所有情况下对象都不会被误回收。例如：
GC扫描的过程中，C对象不存在被谁引用，等待被删除：
GC扫描的过程中，程序继续执行，让黑色对象E新增了一个对C对象的引用：
所以C对象最后还是会被回收，于是就出现了插入屏障，插入屏障就是在GC扫描的过程中，对于新增引用的对象(上图中的C对象)，会立即置为灰色，保证其不会被错误清除。
所以上述过程变为了：
新增引用，插入屏障起作用，对象C立即标记成灰色：
插入屏障最终保证了C对象不会被错误回收。
混合屏障
Go语言GC采用的是混合屏障来保证GC过程中对象不会被错误的回收，其实混合屏障就是两种写屏障——插入屏障和删除屏障一起使用。
