Golang的垃圾回收(GC)機制

轉載自https://blog.csdn.net/liangzhiyang/article/details/52670021

請先閱讀 golang的goroutine調度機制然后再到這里

golang的垃圾回收采用的是 標記-清理（Mark-and-Sweep） 算法

就是先標記出需要回收的內存對象快，然后在清理掉；

在這里不介紹標記和清理的具體策略（可以參考https://lengzzz.com/note/gc-in-golang），只介紹 GC過程是怎么調度的以及stw相關

這個算法，會導致 stw (stop the world)的問題，中斷用戶邏輯

觸發GC機制

1.    在申請內存的時候，檢查當前當前已分配的內存是否大于上次GC后的內存的2倍，若是則觸發（主GC線程為當前M）

2.    監控線程發現上次GC的時間已經超過兩分鐘了，觸發；將一個G任務放到全局G隊列中去。（主GC線程為執行這個G任務的M）

每當觸發的時候，在主GC線程中就會走如下的GC流程：

1.    stop the world，等待所有的M休眠；此時所有的業務邏輯代碼都停止

2.    標記：分配gc標記任務，喚醒 gcproc個 M（就是第一步休眠的那些），分別做這個，直到所有的M都做完，才結束；并且所有M再次進入休眠

3.    清理：有一個單獨的goroutine去清理已經標記的內存對象快

4.    start the world，設置gcwaiting=0，喚醒所有的M（不會超過P個數）

對于上面的三個步驟，分別解釋：

stop the world：

1.    設置gcwaiting=1，這個在每一個G任務之前會檢查一次這個狀態，如是，則會將當前M休眠；

2.    如果這個M里面正在運行一個長時間的G任務，咋辦呢，難道會等待這個G任務自己切換嗎？這樣的話可要等10ms啊，不能等！堅決不能等！
所以會主動發出搶占標記（類似于上一篇），讓當前G任務中斷，再運行下一個G任務的時候，就會走到第1步

3.    一直等待所有的M進入休眠，此時所有的業務邏輯代碼都停止

標記：

1.     根據gcproc的個數，分配成gcproc任務段；喚醒gcproc-1個M來執行（當前M也算一個）

2.    對于一個M，喚醒前設置它的helpgc標記，喚醒之后這個M會立馬判斷這個標記，如是，則開始做分配給自己的標記任務，如果先做完了，就會從別的M里面找一些來做

3.    等每一個M都做完，會再次進入休眠

清理：

1.    通過設置參數，可以以一個單獨goroutine  運行，這個功能是在1.3版本之后增加的，這樣的話就直接到下一步了，清理過程不是stw的

2.    也可以串行的在主GC線程執行；這樣的話則清理過程也是stw的，

start the world：

1.    設置gcwaiting=0

2.    喚醒P個M來繼續做G任務（此時沒有helpgc標記），業務邏輯代碼開始

綜上：

是基于1.4版本的，GC過程在標記過程是（STW）的

在1.5版本里面對GC做了很大的優化；采用三色標記，將標記過程細化成三段，只有前后的兩段是stw的；極大地縮短了gc的stw時間