gc

触发

• 调用 runtime.GC()
• 定时触发，该触发条件由 runtime.forcegcperiod 变量控制，默认为 2 分 钟。当超过两分钟没有产生任何 GC 时，触发 GC
• 根据内存分配阈值触发，该触发条件由环境变量GOGC控制，默认值为100（100%），当前堆内存占用是上次GC结束后占用内存的2倍时，触发GC

算法

标记-清除法

go V1.3以前的算法

过程：

• 暂停程序（stop the world）
• 标记所有可达的对象
• 清除不可达的对象
• 恢复程序

缺点：

• 程序需要暂停
• 需要扫描整个堆
• 可能产生堆碎片(堆数据不连续)

三色标记法

go V1.5的算法

过程：

• 扫描所有根节点，标记为灰色
• 将灰色对象引用的对象标为灰色，自身标为黑色（重复此步骤，直到没有引用）
• 回收白色对象

问题

• 没有STW，指针指向关系可能发生改变，可能有些对象被错误清除

  • 白色被黑色引用；同时灰色丢了白色

屏障机制

解决

• 只要破坏上述问题的条件之一（满足下列条件之一）

  • 强三色不变式：不允许黑色引用白色
  • 弱三色不变式：黑色可引用白色，但白色必须被灰色引用或它的可达链路上游有灰色对象

实现强/弱三色不变式：屏障机制 堆上启用

• 插入屏障（满足强三色不变式）

  • 对象被引用时触发：

    • 堆上的对象引用新对象时，将新对象标记为灰色；
    • 准备清除时，启动STW，将栈上的对象置为白色，重新扫描，将不可达对象回收，停止STW(因为栈对象可能也会引用新对象，但是用不了屏障机制，可能误删，所以需要该步骤)

  • 不足：STW耗时

• 删除屏障（满足弱三色不变式）

  • 对象被删除时触发：

    • 将被删除的对象标为灰色
    • 将灰色对象引用的对象标为灰色，自身标为黑色（重复此步骤，直到没有引用）
    • 回收白色对象

  • 不足：一个对象被删除了可以活过一轮，在下一轮被清理(因为该对象可能被其他对象引用)

混合屏障

过程：

• gc开始时将栈上的对象全部标为黑色，之后不再扫描(不用STW)；gc期间栈上的新对象均标为黑色
• 被删除的对象标为灰色
• 被添加的对象标为灰色

调优

减少堆内存的分配；合理重复利用对象；避免string和byte[]之间的转化