? ? ? ?在 JVM 并發垃圾收集（GC）中，三色標記算法是實現 “GC 線程與用戶線程并行執行” 的關鍵技術，它解決了并發場景下 “如何準確標記存活對象” 的核心問題，是 CMS、G1 等現代收集器的底層基礎。
一、三色標記的核心：三種顏色的定義與狀態
算法通過 “顏色” 標記對象的標記階段和存活狀態，共三種顏色，對應不同角色：
| 顏色 | 名稱 | 核心定義 |
|---|---|---|
| 白色 | 未標記 | 初始狀態，對象尚未被 GC 線程訪問。標記結束后仍為白色，判定為 “死亡對象”（可回收）。 |
| 灰色 | 待處理 | 對象已被 GC 線程訪問，但該對象的所有子引用尚未遍歷（后續需繼續處理子對象）。 |
| 黑色 | 已處理 | 對象已被 GC 線程訪問，且該對象的所有子引用都已遍歷完成（后續無需再處理）。 |
二、并發標記的核心問題：漏標與錯標
并發標記時，用戶線程會修改對象引用關系，導致兩種關鍵問題，其中漏標是必須解決的致命錯誤：
1. 漏標（Missing Mark）：存活對象被誤判為死亡
- 觸發場景：白色對象（未標記）被黑色對象（已處理，不再遍歷）引用，且原引用它的灰色對象（待處理）的引用被刪除。
- 危害：漏標會導致存活對象被錯誤回收，直接引發空指針異常，是致命問題。
2. 錯標（False Mark）：死亡對象被誤判為存活
- 觸發場景：本應死亡的白色對象，被其他白色對象新增引用，導致標記結束后被誤判為存活。
- 影響：僅造成暫時內存泄漏，后續 GC 會重新判斷并回收，屬于可接受的誤差。
三、解決漏標的兩大方案
工業界通過兩種成熟方案避免漏標，核心思路是 “記錄關鍵引用變更，確保白色對象被正確標記”：
1. 增量更新（Incremental Update）：記錄新增引用
- 核心邏輯：當黑色對象（已處理）新增對白色對象的引用時，通過 “寫屏障” 記錄該引用，后續重新遍歷這個白色對象。
- 通俗理解：黑色對象不能 “偷偷” 引用白色對象，所有新增引用必須 “報備”，確保白色對象被標記。
- 應用：CMS 收集器采用此方案，在 “重新標記” 階段（短暫 STW）遍歷記錄的引用，修正標記。
2. 原始快照（SATB）：記錄刪除引用
- 核心邏輯：當灰色對象（待處理）刪除對白色對象的引用時，通過 “寫屏障” 記錄該刪除的引用（視為 “快照”），后續仍會遍歷這個白色對象。
- 通俗理解：灰色對象刪除的引用要 “記下來”，即使引用沒了，也要確保白色對象不會漏標。
- 應用：G1 收集器采用此方案，在 “最終標記” 階段（短暫 STW）處理快照引用，修正結果。
四、總結
三色標記算法通過 “顏色劃分對象狀態”，解決了并發 GC 的標記準確性問題：
- 三種顏色清晰界定對象的 “未標記 - 待處理 - 已處理” 狀態；
- 漏標是致命問題，需通過增量更新（CMS 用）或原始快照（G1 用）解決；
- 錯標影響較小，可通過后續 GC 彌補。
