雇用制度对工人不利，但工人根本无力摆脱这个制度。——阮一峰
最近小黑被面试官问的得抑郁症了，我感觉她的情绪向不好的方向发展，因此我在微信上和她交流了下，最终发现问题所在。
事情是这样的，面试官问：go的垃圾回收了解多少，小黑回答：就那样，面试官说：回家等通知吧
这么简单的问题，小黑居然回答“就那样”，下面我就甩了一篇文章给她，让她三分钟看懂，看不懂打我。
1 业界常见垃圾回收算法
- 引用计数（python/php）
- 标记-清除（golang）
- 分代回收（java）
2 说下Golang垃圾回收机制
2.1 垃圾回收原理
简单的说就是标记出内存中那些对象还在使用，那些对象未使用，把未使用的回收掉，以供后续内存分配使用。可是这么直白的说出来，小黑还是不懂，因此我直接甩图给她，看她还问我。
垃圾回收是从root对象开始扫描，把root对象引用的内存标记为”被引用”，考虑到内存块中存放的可能是指针，所以还需要递归的进行标记，全部标记完成后，只保留被标记的内存，未被标记的全部标识为未分配即完成了回收。
2.2 内存标记
内存分配有个span数据结构，span中维护了一个个内存块，并由一个位图allocBits表示每个内存块的分配情况。在span数据结构中还有另一个位图gcmarkBits用于标记内存块被引用情况。
如上图所示，allocBits记录了每块内存分配情况，而gcmarkBits记录了每块内存标记情况。标记阶段对每块内存进行标记，有对象引用的的内存标记为1(如图中灰色所示)，没有引用到的保持默认为0.
allocBits和gcmarkBits数据结构是完全一样的，标记结束就是内存回收，回收时将allocBits指向gcmarkBits，则代表标记过的才是存活的，gcmarkBits则会在下次标记时重新分配内存，非常的巧妙。
2.3 三色标记法
前面介绍了对象标记状态的存储方式，还需要有一个标记队列来存放待标记的对象，可以简单想象成把对象从标记队列中取出，将对象的引用状态标记在span的gcmarkBits，把对象引用到的其他对象再放入队列中。
三色只是为了叙述上方便抽象出来的一种说法，实际上对象并没有颜色之分。这里的三色，对应了垃圾回收过程中对象的三种状态：
- 灰色：对象还在标记队列中等待
- 黑色：对象已被标记，gcmarkBits对应的位为1（该对象不会在本次GC中被清理）
- 白色：对象未被标记，gcmarkBits对应的位为0（该对象将会在本次GC中被清理）
例如，当前内存中有A~F一共6个对象，根对象a,b本身为栈上分配的局部变量，根对象a、b分别引用了对象A、B, 而B对象又引用了对象D，则GC开始前各对象的状态如下图所示:
初始状态下所有对象都是白色的。
接着开始扫描根对象a、b:
由于根对象引用了对象A、B,那么A、B变为灰色对象，接下来就开始分析灰色对象，分析A时，A没有引用其他对象很快就转入黑色，B引用了D，则B转入黑色的同时还需要将D转为灰色，进行接下来的分析。如下图所示：
上图中灰色对象只有D，由于D没有引用其他对象，所以D转入黑色。标记过程结束：
最终，黑色的对象会被保留下来，白色对象会被回收掉。
2.4 STW
对于垃圾回收来说，回收过程中需要控制住内存的变化，否则回收过程中指针传递会引起内存引用关系变化，如果错误的回收了还在使用的内存，结果将是灾难性的。
Golang中的STW（Stop The World）就是停掉所有的goroutine，专心做垃圾回收，待垃圾回收结束后再恢复goroutine。
STW时间的长短直接影响了应用的执行，时间过长对于一些web应用来说是不可接受的，这也是广受诟病的原因之一。
为了缩短STW的时间，Golang不断优化垃圾回收算法，这种情况得到了很大的改善。
3 垃圾回收优化
3.1 写屏障(Write Barrier)
前面说过STW目的是防止GC扫描时内存变化而停掉goroutine，而写屏障就是让goroutine与GC同时运行的手段。虽然写屏障不能完全消除STW，但是可以大大减少STW的时间。
写屏障类似一种开关，在GC的特定时机开启，开启后指针传递时会把指针标记，即本轮不回收，下次GC时再确定。
GC过程中新分配的内存会被立即标记，用的并不是写屏障技术，也即GC过程中分配的内存不会在本轮GC中回收。
3.2 辅助GC(Mutator Assist)
为了防止内存分配过快，在GC执行过程中，如果goroutine需要分配内存，那么这个goroutine会参与一部分GC的工作，即帮助GC做一部分工作，这个机制叫作Mutator Assist。
4 垃圾回收触发时机
4.1 内存分配量达到阀值触发GC
每次内存分配时都会检查当前内存分配量是否已达到阀值，如果达到阀值则立即启动GC。
阀值 = 上次GC内存分配量 * 内存增长率
内存增长率由环境变量GOGC控制，默认为100，即每当内存扩大一倍时启动GC。
4.2 定期触发GC
默认情况下，最长2分钟出发一次GC，这个间隔在以下变量中被声明
src/runtime/proc.go:forcegcperiod：
var forcegcperiod int64 = 2 * 60 * 1e9
4.3 手动触发
程序代码中也可以使用runtime.GC()来手动触发GC。这主要用于GC性能测试和统计。
5 GC性能优化
GC性能与对象数量负相关，对象越多GC性能越差，对程序影响越大。
所以GC性能优化的思路之一就是减少对象分配个数，比如对象复用或使用大对象组合多个小对象等等。
另外，由于内存逃逸现象，有些隐式的内存分配也会产生，也有可能成为GC的负担。
6 关注公众号
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