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golang垃圾回收原理是什么,相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。
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golang 语言设计的根本性追求就是高并发,低延迟,所以golang 的垃圾回收也是持续在优化。golang 的垃圾回收是并发垃圾回收设计,业务运行和回收器运行并发,这种设计的初衷是降低垃圾回收停顿时间。
之前提过一个例子,如果你要安全的实现回收垃圾,那么简单的就是回收垃圾的时候,把所有的业务操作都停止,这个术语是STW(stop the world)。下面用一些术语:
下面画了一个图,表示了这种简单例子的一个演进:
图里我们看到:
这是一个显而易见的实现和优化演进,其实再进一步,我们可以把完整的一个回收任务拆分成小粒度的,搞成一次次增量的回收,这样单次的停顿时间就更少了。
golang 明显不是这个(哈哈,曾经是),golang 必须要让赋值器和回收器并发起来,不能有明显的停顿。golang 当前的垃圾回收特点:
golang 的回收没有混合屏障之前,一直是插入写屏障,由于栈赋值没有 hook 的原因,所以有 STW,混合写屏障之后,就没有 STW。
这里有个点要理解:STW 是全局的赋值器挂起,我们一直说 golang 消除了 STW 说的是没有了全局性的挂起,但是局部的赋值器挂起是一直有的,包括现在也是有的。
Write 操作改变特定内存的值。改操作引发内存存储,需要三个参数:指向源的指针、待修改域的索引、待存储的值。写赋值操作用伪代码表示下:
Write(src, i, val): src[i] <- val
我们的插入写屏障就是在这段赋值代码中,添加一段 hook 代码,这段 hook 代码就是所谓的屏障代码,由编译器在编译期生成。写屏障的实现有多种,golang 使用的是 Dijkstra 算法实现:
atomic Write(src, i, ref) src[i] <- ref if isBlack(src) shade(ref)
这段伪代码我们非常容易看懂,就是加了后面的一个判读逻辑,如果 src 已经是黑色的,那么就把指向的新对象置灰色。
之前的文章有提到三色标记法,提到,如果要想出现对象丢失(错误的回收)那么必须是同时满足两个条件:
图示举例:
在这两个条件同时出现的时候,才会出现对象被错误的回收。然后我们回过头看下写屏障的实现,就会发现,写屏障从根本上破坏了第一个条件的出现。
加了屏障的示意图:
插入写屏障就是这么简单。只要你保证时时刻刻没有黑色对象指向白色对象的条件出现,那么回收的正确性就能保证。但是话又说回来了,这个屏障是配合赋值器回收器并发的场景才需要,如果你允许直接STW执行回收器逻辑,那就不需要这么复杂了,当然啦,这样的话赋值器的性能肯定就不行啦。
虽然插入写屏障能解决问题,但是 golang 针对栈上对象的赋值却没有捕捉(没有生成写屏障),原因自然是性能损耗和实现复杂度的考虑。这就开了一个例外的口子,有一些黑色的栈对象指向了白色的对象,而回收器却无法感知到。golang 的解决方法是:最后再 STW 重新扫描一把栈。这个自然就会导致整个进程的赋值器卡顿,所以后面 golang 是引用混合写屏障解决这个问题。
看完上述内容,你们掌握golang垃圾回收原理是什么的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注创新互联行业资讯频道,感谢各位的阅读!