Golang 垃圾回收
Go 垃圾回收使用的是标记-回收算法，分为四个阶段：标记准备阶段，标记阶段，标记终止阶段，清理阶段。
一、并行模式的垃圾回收流程
1）标记准备阶段
进行的操作：
- 判断当前协程是否可以抢占，不可以抢占不触发GC；
- 启动后台标记协程；
- 暂停用户协程（STW - stop the word）；
- 开启写屏障；
- 将根对象入队；
??? 标记协程的启动数量？
每个逻辑处理器P会启动一个标记协程，但并不是每个标记协程都会执行，同时执行的标记协程数量大约是P的25%，也就是有25%的CPU用在GC上。例如，有4个P，那同一时间只有1个标记协程在执行。这样做可以减少GC给用户程序带来的影响。
[代码：runtime/mgc.go.startCycle()]
??? 标记协程的调度过程？
STW后，重新启动所有协程，调度器会进行新的一轮调度，这时会判断程序是否处于GC阶段，如果是则判断是否需要执行标记任务。怎么判断呢？分两种情况：
第一种，需要执行的标记协程数(dedicatedMarkWorkersNeeded)大于0时，此时是DedicatedMode模式；
第二种，fractionalUtilizationGoal大于0且当前P执行标记任务的时间小于fractionalUtilizationGoal*当前标记周期的时间，这种情况只会占用部分时间来进行标记任务，超出时间后，其它协程可以抢占，此时是FractionalMode模式。
[代码：runtime/mgc.go.findRunnableGCWorker()]
??? 为什么要开启写屏障？
为了维护三色不变性，用户协程和标记协程是并行执行的，在标记的过程中，函数栈内可能会有新分配的对象，如果没有开启写屏障，那新分配的对象是标记为白色的，可能会在这次GC中被误回收。写屏障的作用就是把新分配的对象标记为灰色，避免误回收，这些灰色对象会在下次GC中判断是否需要回收。写屏障可以大大减少STW的时间。
??? 强三色性不变性和弱三色性不变性？
强三色性：所有的白色对象都不能被黑色对象引用
弱三色性：允许白色对象被黑色对象引用，但白色对象必须有一条路径是被灰色对象引用的
??? 根对象包含什么？
根对象包含了全局对象、栈对象（goroutine栈）
2）标记阶段
进行的操作：
- 恢复用户协程；
- 使用三色标记法开始标记，此时用户协程和标记协程并行执行；
??? 标记任务的模式有哪些？
1、DedicatedMode：代表当前P专门负责标记对象，不会被抢占；
2、FractionalMode：在标记任务到达目标时间后，会自动退出；
3、IdleMode：当前P没有可以执行的G，执行标记任务，直到被抢占；
??? 在DedicateMode模式中，协程不能被抢占，那这个P中的G将得不到执行，怎么办呢？
第一次执行的标记协程是可以被抢占，如果标记协程已经被抢占了，则将当前P中的G挪到全局队列中，进入不能被抢占的模式
三色标记法：
黑色对象：对象已被标记，包含的子对象也被标记，不会在本次GC中回收
灰色对象：对象已被标记，但包含的子对象尚未标记，不会在本次GC中回收
白色对象：对象未标记，会在本次GC中回收
三色标记法用是否可达来判断对象是否存活，首先会扫描根对象，将根对象引用的对象标记为灰色；然后处理灰色对象，将灰色对象引用的对象标记为灰色，自身标记为黑色，循环处理灰色对象，直到灰色对象集合为空，此时只剩黑色对象和白色对象
3）标记终止阶段
进行的操作：
- 暂停用户协程
- 计算下一次触发GC时需要达到的堆目标
- 唤醒后台清扫协程
[代码：runtime/mgc.go.gcMarkTermination()]
??? 这次暂停用户协程（STW）的原因？
这次STW会重新扫描部分根对象，确保所有可达对象都已标记，保证垃圾回收的准确性。
4）清理阶段
进行的操作：
- 关闭写屏障
- 恢复用户协程
- 异步清理回收
??? 垃圾清扫过程？
垃圾清扫采用的是懒清扫策略，即执行少量清扫工作后就会让渡自己的执行权力，不需要一直执行。因此在触发下一轮GC时，可能会存在尚未被清理的内存，需要先将他们清扫完成。
??? 那如果未被清扫的内存太多，会拖后下次GC开始的时间，怎么办呢？
Go使用了辅助清扫的手段，在用户协程分配内存的时候，判断是否需要清扫。分配内存指的是向mcentrel申请内存或者大对象内存分配时。
??? 清扫协程有多少个？
程序中只有一个清扫协程，在清扫阶段与用户协程同时进行。
二、垃圾回收触发时机
- 内存分配量达到阈值：每次内存分配都会判断当前内存是否达到阈值，如果是则触发GC。阈值为当前堆内存达到2倍上一次GC后的内存，2倍为内存增长率，可通过环节变量GOGC调整；
- 定时触发：默认2分钟触发一次，这个配置在runtime/proc.go里的forcegcperiod参数；
- 手动触发：使用runtime.GC() 手动触发；
三、辅助标记
??? 解决的问题是？
当用户协程分配内存的速度大于标记协程扫描的速度时，GC标记阶段不会结束，无法完成完整的GC周期，造成内存泄露。
??? 辅助标记干了什么？
辅助标记在垃圾回收标记的阶段进行，当用户程序分配内存的时候，先进行指定的扫描任务，即分配了多少内存就要完成多少标记任务
浅析 Golang 垃圾回收机制
深入理解Go-垃圾回收机制
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《Go 语言底层原理剖析》 - 郑建勋