[{"data":1,"prerenderedAt":-1},["ShallowReactive",2],{"article-detail-ssr-68736851288001548":3},{"id":4,"title":5,"tag":6,"createTime":7,"updateTime":7,"renderedHtml":8,"description":9,"ogImageUrl":10},"68736851288001548","Golang 中的 GC","Go语言","2024-04-19","\u003Ch2 id=\"h2-0-gc-\">GC 发展历程\u003C\u002Fh2>\n\u003Cp>Go 语言的垃圾收集器从诞生的第一天起就一直在演进，除了少数几个版本没有大更新之外，几乎每次发布的小版本都会提升垃圾收集的性能，而与性能一同提升的还有垃圾收集器代码的复杂度，下面是垃圾收集器的演进过程：\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n\u003Cli>v1.0：完全串行的标记和清除过程，需要暂停整个程序；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.1：在多核主机并行执行垃圾收集的标记和清除阶段；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.3：运行时基于只有指针类型的值包含指针的假设增加了对栈内存的精确扫描支持，实现了真正精确的垃圾收集；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.5：实现了基于三色标记清扫的并发垃圾收集器；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.6：实现了去中心化的垃圾收集协调器；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.7：通过\u003Cstrong>并行栈收缩\u003C\u002Fstrong>将垃圾收集的时间缩短至 2ms 以内；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.8：使用\u003Cstrong>混合写屏障\u003C\u002Fstrong>将垃圾收集的时间缩短至 0.5ms 以内；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.9：彻底移除暂停程序的重新扫描栈的过程；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.10：更新了垃圾收集调频器（Pacer）的实现，分离软硬堆大小的目标；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.12：使用\u003Cstrong>新的标记终止算法\u003C\u002Fstrong>简化垃圾收集器的几个阶段；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.13：通过新的 Scavenger 解决瞬时内存占用过高的应用程序向操作系统归还内存的问题；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>v1.14：使用全新的页分配器\u003Cstrong>优化内存分配的速度\u003C\u002Fstrong>；\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Cp>从 Go 语言垃圾收集器的演进能够看到该组件的实现和算法变得越来越复杂，最开始的垃圾收集器还是不精确的单线程 STW 收集器，但是最新版本的垃圾收集器却支持并发垃圾收集、去中心化协调等特性。我个人认为发展历程当中有几个关键的时期：\u003C\u002Fp>\n\u003Cdiv class=\"ssr-table-wrap\">\u003Cbutton class=\"ssr-table-fs-btn\" type=\"button\" aria-label=\"全屏查看表格\" title=\"全屏\">\u003Csvg viewBox=\"0 0 24 24\" width=\"17\" height=\"17\" aria-hidden=\"true\">\u003Cpath fill=\"currentColor\" d=\"M5 5h6v2H7v4H5V5zm14 0v6h-2V7h-4V5h6zM5 19v-6h2v4h4v2H5zm14 0h-6v-2h4v-4h2v6z\"\u002F>\u003C\u002Fsvg>\u003C\u002Fbutton>\u003Cdiv class=\"ssr-table-scroll\">\u003Ctable>\n\u003Cthead>\n\u003Ctr>\n\u003Cth>Golang 版本\u003C\u002Fth>\n\u003Cth>GC 机制\u003C\u002Fth>\n\u003Cth>特点\u003C\u002Fth>\n\u003C\u002Ftr>\n\u003C\u002Fthead>\n\u003Ctbody>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>v1.3 及以前\u003C\u002Ftd>\n\u003Ctd>标记清除法\u003C\u002Ftd>\n\u003Ctd>STW 机制几乎覆盖整个 GC 流程，让程序出现卡顿\u003C\u002Ftd>\n\u003C\u002Ftr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>v1.5\u003C\u002Ftd>\n\u003Ctd>三色标记法\u003C\u002Ftd>\n\u003Ctd>减少了 STW 的时间，但是也存在两个问题（\u003Cstrong>多标-浮动垃圾问题\u003C\u002Fstrong>和\u003Cstrong>漏标-悬挂指针问题\u003C\u002Fstrong>）\u003C\u002Ftd>\n\u003C\u002Ftr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>v1.8 及以后\u003C\u002Ftd>\n\u003Ctd>三色标记法+混合写屏障机制\u003C\u002Ftd>\n\u003Ctd>混合写屏障机制解决了上述两个问题\u003C\u002Ftd>\n\u003C\u002Ftr>\n\u003C\u002Ftbody>\n\u003C\u002Ftable>\n\u003C\u002Fdiv>\u003C\u002Fdiv>\u003Ch2 id=\"h2-1-\">三色标记法\u003C\u002Fh2>\n\u003Ch3 id=\"h3-2-\">基本概念\u003C\u002Fh3>\n\u003Cp>三色标记法将对象的颜色分为了白、灰、黑，三种颜色。\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n\u003Cli>\u003Cstrong>白色：\u003C\u002Fstrong> 该对象没有被标记过（对象垃圾）；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Cstrong>灰色：\u003C\u002Fstrong> 该对象已经被标记过了，但该对象下的属性没有全被标记完（GC 需要从此对象中去寻找垃圾）；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Cstrong>黑色：\u003C\u002Fstrong> 该对象已经被标记过了，且该对象下的属性也全部都被标记过了（程序所需要的对象）；\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Ch3 id=\"h3-3-gc-\">GC 流程\u003C\u002Fh3>\n\u003Col>\n\u003Cli>\n\u003Cp>每次新创建的对象，默认的颜⾊都被标记为⽩⾊。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236509.png\" alt=\"image-20240418121144937\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236509.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236509.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, 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STW，在扫描确定⿊⽩对象之后再放开 STW，但是很明显这样的 GC 扫描的性能实在是太低了。\u003C\u002Fp>\n\u003Ch3 id=\"h3-4-\">存在的问题\u003C\u002Fh3>\n\u003Cp>上述的并发三色标记法从\u003Cstrong>开始标记\u003C\u002Fstrong>一直到\u003Cstrong>确定⿊⽩对象\u003C\u002Fstrong>这段过程中都是有 SWT 机制进行保护的，这无疑严重降低了程序的性能。那么假设没有 STW 机制进行保护，会出现什么问题吗？\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>如果不暂停程序，程序的逻辑会改变对象的引⽤关系，这种动作如果在标记阶段做了修改，会影响标记结果的正确性，接下来具体推演⼀下此过程。\u003C\u002Fp>\n\u003Ch4 id=\"h4-5-1-\">1. 多标-浮动垃圾问题\u003C\u002Fh4>\n\u003Cp>\u003Cstrong>流程如下：\u003C\u002Fstrong>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>假设 E 已经被标记过了（变成灰色了），此时 D 和 E 断开了引用，按理来说对象 E\u002FF\u002FG 应该被回收的，但是因为 E 已经变为灰色了，其仍会被当作存活对象继续遍历下去,最终的结果是：这部分对象仍会被标记为存活，即本轮 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”。\u003C\u002Fp>\n\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236698.png\" alt=\"image-20240418130512106\" style=\"zoom:30%;\" \u002F loading=\"lazy\" decoding=\"async\" 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G,此时切回 GC 线程继续跑，因为 E 已经没有对 G 的引用了，所以不会将 G 放到灰色集合,尽管因为 D 重新引用了 G，但因为 D 已经是黑色了，不会再重新做遍历处理。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>最终导致的结果是：G 会一直停留在白色集合中，最后被当作垃圾进行清除。这直接影响到了应用程序的正确性。\u003C\u002Fp>\n\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236077.png\" alt=\"image-20240418131404351\" style=\"zoom:30%;\" \u002F loading=\"lazy\" decoding=\"async\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236077.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236077.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236077.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, 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强三⾊不变式\u003C\u002Fh4>\n\u003Cp>强三⾊不变⾊实际上是强制性地不允许⿊⾊对象引⽤⽩⾊对象，这样就不会出现⽩⾊对象被误删的情况。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236029.png\" alt=\"image-20240418134002040\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236029.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236029.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236029.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, 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必须被标记为灰⾊）。插⼊写屏障实际上是满⾜强三⾊不变式（不存在⿊⾊对象引⽤⽩⾊对象的情况，因为⽩⾊会强制变成灰⾊）。下面是包含插入写屏障的场景流程：\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fblockquote>\n\u003Col>\n\u003Cli>\n\u003Cp>⽬前还是假设程序初创建，堆栈空间的对象引用情况如下：\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236308.png\" alt=\"image-20240418135526040\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236308.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236308.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, 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720px\">\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\n\u003Cp>之后就是正常的三⾊标记流程，继续循环上述的流程，直到没有灰⾊节点，⽬前得到的对象状态如图 2.25 所示，栈空间的对象 1、对象 2、对象 3 被标记为⿊⾊，堆空间上的对象 4、对象 7、对象 8 被标记为⿊⾊，⽽其他的对象 9、对象 5、对象 6 依然是⽩⾊对象。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235440.png\" alt=\"image-20240418140444876\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235440.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235440.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, 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1、对象 4 和对象 5，将它们可达的对象从⽩⾊标记为灰⾊，同时被遍历的灰⾊对象被标记为⿊⾊。然后继续循环上述流程进⾏三⾊标记，直到没有灰⾊节点，最终的状态如下：\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235060.png\" alt=\"image-20240418173145642\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235060.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235060.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235060.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, 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带来的⽆法并⾏处理的问题，但是也都有各⾃的短板：\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n\u003Cli>插⼊写屏障：结束时需要 STW 重新扫描栈，标记栈上引⽤的⽩⾊对象的存活。\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>删除写屏障：回收精度低，GC 开始时 STW 扫描堆栈来记录初始快照，这个过程会保护开始时刻的所有存活对象。\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Cp>Go V1.8 版本引⼊了\u003Ccode>混合写屏障\u003C\u002Fcode>机制，避免了对栈重新扫描的过程，这也极⼤地减少了 STW 的时间，同时也结合了插⼊写屏障和删除写屏障两者的优点。总结概括混合写屏障的特点就是如下：\u003C\u002Fp>\n\u003Col>\n\u003Cli>\n\u003Cp>GC 开始将\u003Ccode>栈\u003C\u002Fcode>上的对象\u003Cstrong>全部扫描并标记为黑色\u003C\u002Fstrong>(之后不再进行第二次重复扫描，无需 STW)；\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\n\u003Cp>GC 期间，任何在\u003Ccode>栈\u003C\u002Fcode>上创建的新对象，\u003Cstrong>均为黑色\u003C\u002Fstrong>；\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\n\u003Cp>\u003Ccode>堆\u003C\u002Fcode>中被删除的对象标记为\u003Cstrong>灰色\u003C\u002Fstrong>；\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\n\u003Cp>\u003Ccode>堆\u003C\u002Fcode>中被添加的对象标记为\u003Cstrong>灰色\u003C\u002Fstrong>；\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Fol>\n\u003Cblockquote>\n\u003Cp>\u003Cstrong>注意：\u003C\u002Fstrong> 屏障技术不在栈上应⽤，因为要保证栈的运⾏效率。混合写屏障是 GC 的⼀种屏障机制，所以只是当程序执⾏ GC 的时候，才会触发这种机制。\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fblockquote>\n\u003Cp>接下来模拟混合写屏障的详细过程：\u003C\u002Fp>\n\u003Col>\n\u003Cli>\n\u003Cp>初始的堆栈情况如下：\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235761.png\" alt=\"image-20240418184223208\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235761.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235761.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, 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种场景均是通过如上图所示已经扫描完栈空间且可达对象被标记为⿊⾊作为出发点。\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fblockquote>\n\u003Chr>\n\u003Cp>\u003Cstrong>\u003Ccode>场景1. 堆删除引⽤，成为栈下游\u003C\u002Fcode>\u003C\u002Fstrong>\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>描述的是：对象被在堆当中被删除引⽤，成为栈当中某个对象的下游。\u003C\u002Fp>\n\u003Col>\n\u003Cli>\n\u003Cp>\u003Cu>将⽩⾊的对象 7 添加到⿊⾊的对象 1 下游\u003C\u002Fu>。这⾥需要注意的是，因为栈不启动写屏障机制，所以⽩⾊的对象 7 将直接挂在⿊⾊的对象 1 下⾯，并且对象 7 的颜⾊依然是⽩⾊。现在扫描到对象 4，此时对象 4 被标记成了灰⾊。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235660.png\" alt=\"image-20240418201728313\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235660.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, 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的下游。由于对象 7 是灰⾊的，所以不会被当作垃圾进⾏回收，这样就保护了起来。在场景⼀的混合写屏障中，也不会再次给栈空间的对象启动 STW，再重新扫描⼀遍。接下来的过程就依旧遵循混合写屏障的三⾊标记法逻辑进⾏处理，最终对象 4 和对象 7 均会被标记为⿊⾊，GC 最终会回收对象 5、对象 8 和对象 6。\u003C\u002Fp>\n\u003Chr>\n\u003Cp>\u003Cstrong>\u003Ccode>场景2. 栈删除引⽤，成为栈下游\u003C\u002Fcode>\u003C\u002Fstrong>\u003C\u002Fp>\n\u003Col>\n\u003Cli>\n\u003Cp>\u003Cu>现在新建一个栈对象 9\u003C\u002Fu>。根据混合写屏障的限定条件，任何在栈范围上新创建的内存对象均会被标记为⿊⾊。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235951.png\" alt=\"image-20240418202257789\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191235951.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, 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3\u003C\u002Fu>。由于对象 2 属于栈范围内，所以依然不触发写屏障机制，对象 2 将直接将对象 3 从下游移除。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234985.png\" alt=\"image-20240418202518972\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234985.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234985.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234985.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, 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将被标记为灰⾊，这样同时也间接地保护了⽩⾊的对象 6。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234660.png\" alt=\"image-20240418203243529\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234660.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234660.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234660.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, 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属于栈空间范围，所以不触发写屏障机制，此时对象 1 将直接删除对象 2 及对象 2 所关联的全部下游对象。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>\u003Cimg class=\"article-img article-img-zoomable\" src=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234250.png\" alt=\"image-20240418204502709\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"width: 100%; height: auto; max-width: 100%; display: block;\" srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234250.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234250.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234250.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, 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srcset=\"https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234347.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F400x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 400w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234347.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F800x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 800w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234347.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1200x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1200w, https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191234347.png?imageMogr2\u002Fthumbnail\u002F1920x\u002Fformat\u002Fwebp\u002Fquality\u002F85 1920w\" sizes=\"(max-width: 576px) 100vw, (max-width: 992px) 90vw, 720px\">\u003C\u002Fp>\n\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Fol>\n\u003Cp>最终成功地改变了⼀个本来是被栈引⽤的对象 2 挂在了堆对象 4 的下游，⽽依然保持内存的依赖关系和安全状态。之后会通过⼏次循环遍历，对象 1、对象 4、对象 2、对象 3 均会被标记为⿊⾊，⽽对象 7 和对象 6 会在本轮 GC 中也被标记为⿊⾊。本轮 GC 最后回收的⽩⾊内存是对象 5 和对象 8。\u003C\u002Fp>\n\u003Cp>但这⾥有个疑问，对象 7 和对象 6 已经和程序的 Root Set 断开了，为什么却没有被回收？这就是混合写屏障的延迟问题，在⼀定概率情况下，为了去掉 STW 会有⼀些内存延迟 1 个周期被回收。等到第⼆轮 GC，对象 7 和对象 6 如果没有外界添加，它们终将会成为⽩⾊垃圾内存⽽被回收。\u003C\u002Fp>\n\u003Ch2 id=\"h2-14-gc-\">GC 触发机制\u003C\u002Fh2>\n\u003Ch3 id=\"h3-15-\">全局变量\u003C\u002Fh3>\n\u003Cp>在垃圾收集中有一些比较重要的全局变量，在分析其过程之前，我们会先逐一介绍这些重要的变量，这些变量在垃圾收集的各个阶段中会反复出现，所以理解他们的功能是非常重要的，我们先介绍一些比较简单的变量：\u003C\u002Fp>\n\u003Cul>\n\u003Cli>\u003Ccode>runtime.gcphase\u003C\u002Fcode>是垃圾收集器当前处于的阶段，可能处于 \u003Ccode>_GCoff\u003C\u002Fcode>（清理垃圾阶段）、\u003Ccode>_GCmark\u003C\u002Fcode>（标记阶段）和 \u003Ccode>_GCmarktermination\u003C\u002Fcode>（标记中止阶段），Goroutine 在读取或者修改该阶段时需要保证原子性；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>runtime.gcBlackenEnabled\u003C\u002Fcode>是一个布尔值，当垃圾收集处于标记阶段时，该变量会被置为 1，在这里辅助垃圾收集的用户程序和后台标记的任务可以将对象涂黑；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>runtime.gcController\u003C\u002Fcode>实现了垃圾收集的调步算法，它能够决定触发并行垃圾收集的时间和待处理的工作；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>runtime.gcpercent\u003C\u002Fcode>是触发垃圾收集的内存增长百分比，默认情况下为 100，即堆内存相比上次垃圾收集增长 100% 时应该触发 GC，并行的垃圾收集器会在到达该目标前完成垃圾收集；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>runtime.writeBarrier\u003C\u002Fcode>是一个包含写屏障状态的结构体，其中的 \u003Ccode>enabled\u003C\u002Fcode> 字段表示写屏障的开启与关闭；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>runtime.worldsema\u003C\u002Fcode>是全局的信号量，获取该信号量的线程有权利暂停当前应用程序；\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Ful>\n\u003Ch3 id=\"h3-16-\">触发时机\u003C\u002Fh3>\n\u003Cp>运行时会通过如下所示的 \u003Ccode>test\u003C\u002Fcode> 方法决定是否需要触发垃圾收集，当满足触发垃圾收集的基本条件时：\u003Cstrong>允许垃圾收集\u003C\u002Fstrong>、\u003Cstrong>程序没有崩溃\u003C\u002Fstrong>并且\u003Cstrong>没有处于垃圾收集循环\u003C\u002Fstrong>，该方法会根据三种不同方式触发进行不同的检查：\u003C\u002Fp>\n\u003Cdiv class=\"ssr-code-block\" data-lang=\"go\">\u003Cdiv class=\"ssr-code-head\">\u003Cspan class=\"ssr-code-lang\">go\u003C\u002Fspan>\u003Cdiv class=\"ssr-code-actions\">\u003Cbutton class=\"ssr-code-fullscreen ssr-code-iconbtn\" type=\"button\" aria-label=\"全屏查看代码\" title=\"全屏\">\u003Csvg viewBox=\"0 0 24 24\" width=\"17\" height=\"17\" aria-hidden=\"true\">\u003Cpath fill=\"currentColor\" d=\"M5 5h6v2H7v4H5V5zm14 0v6h-2V7h-4V5h6zM5 19v-6h2v4h4v2H5zm14 0h-6v-2h4v-4h2v6z\"\u002F>\u003C\u002Fsvg>\u003C\u002Fbutton>\u003Cbutton class=\"ssr-code-copy ssr-code-iconbtn\" type=\"button\" aria-label=\"复制代码\" title=\"复制\">\u003Csvg class=\"ssr-code-copy-icon ssr-code-copy-icon--default\" viewBox=\"0 0 24 24\" width=\"15\" height=\"15\" aria-hidden=\"true\">\u003Cpath fill=\"currentColor\" d=\"M16 1H4c-1.1 0-2 .9-2 2v14h2V3h12V1zm3 4H8c-1.1 0-2 .9-2 2v14c0 1.1.9 2 2 2h11c1.1 0 2-.9 2-2V7c0-1.1-.9-2-2-2zm0 16H8V7h11v14z\"\u002F>\u003C\u002Fsvg>\u003Csvg class=\"ssr-code-copy-icon ssr-code-copy-icon--success\" viewBox=\"0 0 24 24\" width=\"15\" height=\"15\" aria-hidden=\"true\">\u003Cpath fill=\"currentColor\" d=\"M9 16.17L4.83 12l-1.42 1.41L9 19 21 7l-1.41-1.41z\"\u002F>\u003C\u002Fsvg>\u003Csvg class=\"ssr-code-copy-icon ssr-code-copy-icon--error\" viewBox=\"0 0 24 24\" width=\"15\" height=\"15\" aria-hidden=\"true\">\u003Cpath fill=\"currentColor\" d=\"M19 6.41L17.59 5 12 10.59 6.41 5 5 6.41 10.59 12 5 17.59 6.41 19 12 13.41 17.59 19 19 17.59 13.41 12z\"\u002F>\u003C\u002Fsvg>\u003C\u002Fbutton>\u003C\u002Fdiv>\u003C\u002Fdiv>\u003Cdiv class=\"ssr-code-body\">\u003Cdiv class=\"ssr-code-pane\">\u003Cdiv class=\"ssr-code-gutter\" aria-hidden=\"true\">\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">1\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">2\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">3\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">4\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">5\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">6\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-num\">7\u003C\u002Fspan>\u003Cspan 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style=\"color:#F97583\">func\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> (\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#FFAB70\">t \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">gcTrigger\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">) \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">test\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">() \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">bool\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> {\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">if\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">!\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">memstats.enablegc \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">||\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> panicking.\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">Load\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">() \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">!=\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">0\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">||\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcphase \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">!=\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> _GCoff {\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">return\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">false\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    }\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">switch\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> t.kind {\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">case\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcTriggerHeap:\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        trigger, _ \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">:=\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcController.\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">trigger\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">()\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">return\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcController.heapLive.\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">Load\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">() \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">>=\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> trigger\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">case\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcTriggerTime:\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">if\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcController.gcPercent.\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">Load\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">() \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\"><\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">0\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> {\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">            \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">return\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">false\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        }\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        lastgc \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">:=\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">int64\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">(atomic.\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">Load64\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">(\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">&\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">memstats.last_gc_nanotime))\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">return\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> lastgc \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">!=\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">0\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">&&\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> t.now\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">-\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">lastgc \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> forcegcperiod\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">case\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> gcTriggerCycle:\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">        \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">return\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">int32\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">(t.n\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">-\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">work.cycles.\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#B392F0\">Load\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">()) \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">0\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    }\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">    \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#F97583\">return\u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\"> \u003C\u002Fspan>\u003Cspan style=\"color:#79B8FF\">true\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003Cspan class=\"ssr-code-line\">\u003Cspan style=\"color:#E1E4E8\">}\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fspan>\u003C\u002Fcode>\u003C\u002Fpre>\u003C\u002Fdiv>\u003C\u002Fdiv>\u003C\u002Fdiv>\n\u003Col>\n\u003Cli>\u003Ccode>gcTriggerHeap\u003C\u002Fcode>：堆内存的分配达到控制器计算的触发堆大小；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>gcTriggerTime\u003C\u002Fcode>：如果一定时间内没有触发，就会触发新的循环，该触发条件由\u003Ccode>runtime.forcegcperiod\u003C\u002Fcode>变量控制，默认为 2 分钟；\u003C\u002Fli>\n\u003Cli>\u003Ccode>gcTriggerCycle\u003C\u002Fcode>：如果当前没有开启垃圾收集，则触发新的循环；\u003C\u002Fli>\n\u003C\u002Fol>\n","GC 发展历程 Go 语言的垃圾收集器从诞生的第一天起就一直在演进，除了少数几个版本没有大更新之外，几乎每次发布的小版本都会提升垃圾收集的性能，而与性能一同提升的还有垃圾收集器代码的复杂度，下面是垃圾收集器的演进过程： v1.0：完全串行的标记和清除过程，需要暂停整个程序； v1.1：在多核主机并行执行垃圾收集的标记和","https:\u002F\u002Fliubing-1314895948.cos.ap-chengdu.myqcloud.com\u002Fimg\u002F202404191236509.png"]