轉自公衆號“灰子學技術”,原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/SFJoSSbvv3KyYKz4osUnFw

三色標記法介紹:

三色標記法(tricolor mark-and-sweep algorithm)是傳統 Mark-Sweep 的一個改進,它是一個併發的 GC 算法,在Golang中被用作垃圾回收的算法,但是也會有一個缺陷,可能程序中的垃圾產生的速度會大於垃圾收集的速度,這樣會導致程序中的垃圾越來越多無法被收集掉。原理如下所示:

step 1: 創建:白、灰、黑 三個集合。

step 2: 將所有對象放入白色集合中。

step 3: 從根節點開始遍歷所有對象,把遍歷到的對象從白色集合放入灰色集合(備註:這裏放入灰色集合的都是根節點的對象)。

step 4: 遍歷灰色集合,將灰色對象引用的對象(備註:這裏指的是灰色對象引用到的所有對象,包括灰色節點間接引用的那些對象)從白色集合放入灰色集合,然後將分析過的灰色對象放入黑色集合。

step 5: 直到灰色中無任何對象。

step 6: 通過寫屏障(write-barrier)檢測對象有變化,重複以上操作(備註:因爲 mark 和用戶程序是並行的,所以在上一步執行的時候可能會有新的對象分配,寫屏障是爲了解決這個問題引入的)。

step 7: 收集所有白色對象(垃圾)。

例子如下所示:

1. 初始階段,假設當前的對象調用情況如下所示,root ->A->B/A->C/A<->D;root->F; E; G->H;

根據算法,會將所有的對象都放到白色集合當中,對應於step 1和step 2。

2. GC開始掃描,這裏會從根節點開始,遍歷發現只有A和F是根節點,於是將A、F從白色集合移動到灰色集合當中,在白色結合中之後剩下B、C、D、E、G、H這些節點,對應於step 3。

3. GC繼續掃描灰色集合,會將灰色集合中的節點中引用的節點移動到灰色集合當中,本例中A節點引用的節點B、C、D會被移動到灰色集合中,緊接着A發現自己引用的所有子節點都已經在灰色集合了,便會被移動到黑色集合中,同時F節點沒有自節點,也會被移動到黑色集合當中,對應於step 4。

4. GC會循環遍歷灰色集合,直到灰色集合之中沒有節點爲止,在本例中,發現B、C、D都沒有子節點在白色集合中,便將B、C、D都移動到黑色集合中,對應於step 5。

5. 此時只剩下E、G、H在白色集合中,剩下的對象都在黑色集合中,GC便清除白色集合中的對象,也就是進行回收這些對象,對應於step 7。

6. 上面的垃圾回收結束之後,GC會在進行一步操作,也就是將黑色集合變色成白色集合,供下一次垃圾回收使用。

參考文檔

一張圖瞭解三色標記法:http://idiotsky.top/2017/08/16/gc-three-color/

golang裏gc相關的write barrier(寫屏障)是個什麼樣的過程或者概念?:https://www.zhihu.com/question/62000722/answer/193462425

02.2跟雨痕看go源碼- 併發清理與三色標記:https://blog.csdn.net/bairongdong1/article/details/52216360

Go的三色標記GC :https://segmentfault.com/a/1190000012597428

Golang GC(垃圾回收) - 三色標記算法:https://juejin.im/post/5c62d45ee51d457fa44f4404

Golang’s Real-time GC in Theory and Practice :https://making.pusher.com/golangs-real-time-gc-in-theory-and-practice/

Garbage Collection In Go : Part I - Semantics:https://www.ardanlabs.com/blog/2018/12/garbage-collection-in-go-part1-semantics.html

灰子學技術:

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