“Wait two years and your code will get slower.”
—— Go 团队对传统 GC 的反思
在 Go 1.25 中，官方引入了一个名为 Green Tea GC（绿茶垃圾回收器）的实验性新垃圾回收器。它不是魔法，却像一杯清茶，为饱受 GC 停顿困扰的 Go 程序带来一丝“喘息”。
本文将用通俗语言，带你理解 Green Tea GC 的核心思想、为何它更快，以及你该如何尝试。
🍵 什么是 Green Tea GC？
Green Tea GC 是 Go 团队开发的一种基于内存页（page-based） 的新型垃圾回收算法，目标是显著降低 GC 的 CPU 开销。
根据官方数据：
- 多数工作负载 GC 时间减少 10%~40%
- 某些场景下，整体 CPU 使用率下降 1%~4%
- 已在 Google 内部大规模使用，生产就绪
它将在 Go 1.26 中成为默认 GC，但你现在就可以通过 GOEXPERIMENT=greenteagc 启用！
🔍 传统 GC 的痛点：在“小巷”里开车
Go 原来的垃圾回收器使用 标记-清除（Mark-Sweep） 算法，本质是遍历对象图（object graph）：
- 从根对象（如全局变量、栈变量）出发
- 沿着指针“追踪”所有可达对象（标记）
- 清除未被标记的对象（清除）
问题在于：对象在内存中是随机分布的。GC 在标记时，会像在城市小巷中开车——不断转弯、急刹、等红灯，频繁访问不连续的内存地址。
这导致：
- CPU 缓存命中率极低
- 大量时间花在等待内存读取上（stall）
- 无法利用现代 CPU 的向量化指令（如 AVX-512）
💡 90% 的 GC 时间花在“标记”阶段，其中至少 35% 是“空等内存”。
🛣️ Green Tea 的妙招：改走“高速公路”
Green Tea 的核心思想极其简单，却极其有效：
不再以“对象”为单位工作，而是以“内存页”为单位。
现代操作系统以 页（page，通常 4KB） 为单位管理内存。Green Tea 利用这一点：
- 扫描时，整页整页地处理
- 工作队列中存的是 页地址，而非对象指针
- 每页内部维护自己的“已标记/已扫描”位图
结果是：CPU 不再频繁跳转，而是连续、线性地扫描内存，就像驶上高速公路——缓存命中率飙升，内存带宽利用率提升。
⚡ 向量化加速：榨干 CPU 的潜力
更妙的是，Green Tea 的“页内结构规整”特性，让它能使用 AVX-512 等向量指令进行加速！
每页中的对象大小相同，元数据（如“哪些字是指针”）可以用位图（bitmap） 表示。Green Tea 利用 AVX-512 的 512 位寄存器，一次处理整页的位图。
关键指令：VGF2P8AFFINEQB（Galois Field 指令）
→ 能在几条 CPU 指令内完成“1 位扩展为 N 位”的操作，极大加速指针识别。
传统 GC 因对象大小不一、分布随机，完全无法使用向量化。
📊 效果如何？
| 指标 | 传统 GC | Green Tea GC |
|---|---|---|
| 标记阶段内存访问模式 | 随机跳转 | 连续扫描 |
| CPU 缓存利用率 | 低 | 高 |
| 向量化支持 | ❌ | ✅（x86 新硬件） |
| GC CPU 时间 | 100% | 60%~90% |
| 整体程序性能 | 基准 | 提升 1%~4% |
注：某些极端场景（每页仅 1 个活跃对象）可能无收益，但 Go 团队已做特殊优化。
🧪 如何尝试 Green Tea GC？
只需在构建时设置环境变量：
GOEXPERIMENT=greenteagc go build -o myapp .
然后像平常一样运行你的程序。GC 会自动使用 Green Tea 算法。
✅ 支持 Go 1.25+
📌 Go 1.26 起将默认启用，可用GOEXPERIMENT=nogreenteagc关闭
🌱 名字的由来
据 Go 团队透露，Green Tea 的名字源于 2024 年一位工程师（Austin Clements）在日本“咖啡馆巡游”时，边喝抹茶（Matcha）边实现了原型。于是，这个让程序“喘口气”的 GC，就叫 Green Tea 了。
✅ 总结
Green Tea GC 并非颠覆性创新，而是对传统标记-清除算法的一次精妙重构。它通过：
- 以页为单位工作 → 提升内存局部性
- 规整的页内结构 → 启用向量化加速
- 减少工作队列压力 → 降低多核竞争
让 Go 程序在现代硬件上跑得更快、更稳。
下次你的服务 CPU 居高不下，不妨泡一杯绿茶，然后试试
GOEXPERIMENT=greenteagc—— 也许，就是那杯“绿茶”带来的喘息。
