前几章我们学习了Golang内存管理的基本原理(还不清楚内存管理的童鞋请移步看内存管理系列)。现在我们来看GC的基本原理是什么?
一、GC
GC(Garbage Collection)提供自动内存管理机制，自动释放回收不使用的内存对象，防止内存泄漏
GC的算法随着go语言版本的更新而不断变化
goV1.3之前标记-清除(mark and sweep)算法
goV1.5三色标记法
goV1.8三色标记法+混合写屏障法
我们将对以上算法进行原理剖析
触发GC的条件：
1）主动触发，用户代码中调用 runtime.GC 会主动触发 GC 2）默认每 2min 未产生 GC 时，golang 的守护协程 sysmon 会强制触发 GC 3）当 go 程序分配的内存增长超过阈值时，会触发 GC
二、标记-清除(mark-and-sweep)(v1.3)
1、介绍
从名字看就会有2个步骤，标记和清除
1) 暂停程序运行(STW) 对可达的对象进行标记 2) 清除未标记的对象 3）停止暂停，程序继续
引入STW(stop the world)是为了防止在标记过程中又发生了对象的引用，导致清除了正在使用的对象
2、优缺点
1）优点：简单 2）缺点：STW暂停程序，程序出现卡顿；标记需要扫描整个heap; 清除数据会产生碎片
三、三色标记(v1.5)
1、介绍
在标记-清除方法上增加了中间状态：黑色-灰色-白色 以减少STW的时间
黑色：已标记的对象，表示对象是跟对象的可达的
灰色：被黑色引用的对象，灰色为标记过程的中间状态，当灰色对象全部标记为黑色表示标记阶段全部完成
白色：未标记对象，在开始扫描时全部对象均为白色，若扫描完成后该节点还是白色，说明该对象不可达，在清除阶段会被清除
最后，只有2中颜色，白色被清除，黑色被保留
过程
1）开始时所有对象为白色 2）将所有根对象标记为灰色，放入队列 3）遍历灰色对象，将其标记为黑色，并将他们引用的对象标记为灰色，放入队列 4）重复步骤 3 持续遍历灰色对象，直至队列为空 5）此时只剩下黑色对象和白色对象，白色对象即为下一步需要清除的对象
根对象指的是运行当前时刻的栈以及全局数据区域
在三色标记中，减少了STW的时间。我们知道在三色标记中，增加了中间状态-灰色状态，这可以允许标记与用户代码并行执行，这里是怎么做到的呢，是因为三色标记加入了写屏障机制
写屏障机制：黑色对象的内存槽有两种位置, 栈和堆. 栈空间的特点是容量小,但是要求相应速度快,因为函数调用弹出频繁使用, 所以“写屏障”机制,在栈空间的对象操作中不使用. 而仅仅使用在堆空间对象的操作中。写屏障简单来说也就是对于已标记的黑色对象（堆）由于并发特性添加了新对象(白色)，此时会触发写屏障，也就是会将添加的新对象标记为灰色，继续进行标记，最后标记完成后，刚刚标记的灰色也会变为黑色。这是对于堆而言。
若对于栈中已标记的黑色对象由于并发特性添加了新对象(白色)。在所有的标记完成之后，可能对于栈上还会存在白色对象被引用的情况，这个时候需要STW重新扫描栈，标记栈上引用的白色对象为灰色，继续扫描标记为黑色。这次STW大约的时间在10~100ms间
2、优缺点
- 优点：减少STW的时间
- 缺点：结束时需要STW来重新扫描栈，标记栈上引用的白色对象的存活
四、三色标记+混合写屏障法(v1.8)
1、介绍
避免了对栈重新扫描的过程，极大的减少了STW的时间。当然屏障技术的使用还是在堆上，要保证栈上的运行效率
1）GC开始将栈上的对象全部扫描并标记为黑色(之后不再进行第二次重复扫描，无需STW) 2）GC期间，任何在栈上创建的新对象，均为黑色 3）堆中被删除的对象标记为灰色(这里被删除是指的是删除引用关系) 4）堆中被添加的对象标记为灰色(这里被添加是指的是添加引用关系)
可见混合屏障只需要在开始时并发扫描各个goroutine的栈，使其变黑并一直保持，这个过程不需要STW，而标记结束后，因为栈在扫描后始终是黑色的，也无需再进行re-scan操作了，减少了STW的时间
2、优缺点
几乎不需要STW的时间，效率更高
