1. 概述

????????垃圾回收是一種自動內存管理技術：通過檢測程序中不再使用的內存，并釋放這些內存供其他對象使用。

????????應用程序中會使用到兩種內存，分別為堆(Heap)和棧(Stack)。GC不負責回收棧內存，只負責回收堆內存。?函數執行完后，棧內存直接釋放，不需要GC回收；堆是程序共享的內存，需要GC進行回收。

????????在Go語言中，垃圾回收器通過標記-清除（Mark-Sweep）算法來實現對內存的管理。

2.?實現細節

(1) 標記階段： 垃圾回收器從根對象(具體見下面)開始，遍歷所有可達對象，將其標記為活動的或被引用的。根對象包括全局變量、靜態變量等。(具體見下面的三色標記法) 。

(2) 清除階段：垃圾回收器遍歷所有對象，將未被標記的對象（不可達對象）進行回收，其占用的內存空間標記為空閑狀態。

(3) 壓縮階段：垃圾回收器對內存進行壓縮，將所有空閑的內存空間合并成一個連續的內存塊，以便更高效地分配內存。

3. 根對象包括:

(1)?全局變量：存在于程序整個生命周期的變量。

(2)?執行棧：每個 goroutine 都包含自己的執行棧，執行棧上包含棧上的變量及指向堆內存區塊的指針。

(3)?寄存器：寄存器的值可能表示一個指針，指向堆內存區塊。

4. 三色標記法（go1.5垃圾回收原理）

? ? 相比于1.3的標記法，1.5的三色標記法優勢是無序STW(暫停程序)，按以下步驟操作：

(1)?只要是該程序創建的對象，都標記為白色。

(2)?每次GC開始，從根對象開始遍歷所有對象，把遍歷到的對象從白色放到灰色集合。

(3)?遍歷灰色集合，將灰色對象引用到的對象，從白色集合放到灰色集合；然后將此灰色對象放到黑色集合。

(4)?重復第(3)步直到灰色集合為空。

(5)?回收所有白色標記的對象（垃圾回收）

5.?屏障機制

? ? 在標記階段過程中，應用程序可能會改變對象引用樹，導致 三色不變式 規則被破壞。所以需要添加屏障機制，保證三色不變式有效，主要兩個機制如下：

(1)?插入寫屏障：在A對象引用B對象時，B對象被標記為灰色。

(2)?刪除寫屏障：被刪除的對象如果為灰色或者白色，那么被標記為灰色

7.?垃圾回收的性能優化體現點

(1)?并行化：標記和清除階段可以并行執行，以提高垃圾回收的性能。

(2)?延遲清除：為了減少垃圾回收過程中的停頓時間，垃圾回收器采用延遲清除策略。即只有在內存壓力較大時才進行清除操作，以避免頻繁的垃圾回收。

(3)?懶惰標記：指只有在需要分配新對象時才進行標記操作。這樣可以減少不必要的標記工作，提高垃圾回收的性能。

(4)?內存壓縮：通過內存壓縮技術，可以減少內存碎片，提高內存分配和釋放的效率。

8.?總結

????????Go語言的垃圾回收機制是一種高效且可靠的內存管理方案。

? ? ? ? 通過采用標記-清除算法以及一系列性能優化策略，垃圾回收器能夠自動管理內存，避免內存泄漏和內存溢出等問題。

? ? ? ? 同時，Go語言的垃圾回收器還針對并發編程進行了優化，以減少對并發執行的影響。

參考文章：go垃圾回收機制（三色標記法）& 屏障機制_go三色標記法與讀寫屏障-CSDN博客

GO進階(5) 垃圾回收機制-騰訊云開發者社區-騰訊云?

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