根对象、三色标记法、写屏障、混合写屏障、GC触发时机
Golang 垃圾回收
GC 的优化及发展目标：在保障对象正常清除的情况下，缩小STW时间
已经由早起的几百毫秒优化到现在的半毫秒以下
1、根对象
根对象在垃圾回收的术语中又叫做根集合，它是垃圾回收器在标记过程时最先检查的对象，包括：
- 全局变量：程序在编译期就能确定的那些存在于程序整个生命周期的变量。
- 执行栈：每个 goroutine 都包含自己的执行栈，这些执行栈上包含栈上的变量及指向分配的堆内存区块的指针。
- 寄存器：寄存器的值可能表示一个指针，参与计算的这些指针可能指向某些赋值器分配的堆内存区块
2、标记清除法
- STW，stop the world；让程序暂停，程序出现卡顿 (重要问题)。
- 标记需要扫描整个heap
- 清除数据会产生heap碎片
3、三色标记法
所有对象被划分为三种颜色，对应三种状态：
- 白色：未遍历到
- 灰色：遍历到自己，但是未遍历到子节点的
- 黑色：已经遍历完自己和子节点
最后： 白色 + 黑色
三色标记法的缺点：对象丢失
可以看出，有两个问题, 在三色标记法中,是不希望被发生的
- 条件1: 一个白色对象被黑色对象引用(白色被挂在黑色下)
- 条件2: 灰色对象与它之间的可达关系的白色对象遭到破坏(灰色同时丢了该白色)
当以上两个条件同时满足时, 就会出现对象丢失现象!
当然, 如果上述中的白色对象3, 如果他还有很多下游对象的话, 也会一并都清理掉.
为了防止这种现象的发生，最简单的方式就是STW，直接禁止掉其他用户程序对对象引用关系的干扰，但是STW的过程有明显的资源浪费，对所有的用户程序都有很大影响，如何能在保证对象不丢失的情况下合理的尽可能的提高GC效率，减少STW时间呢？
4、写屏障
(1) “强-弱” 三色不变式
- 强三色不变式
不存在黑色对象引用到白色对象的指针。
- 弱三色不变式
所有被黑色对象引用的白色对象都处于灰色保护状态.
为了遵循上述的两个方式,Golang团队初步得到了如下具体的两种屏障方式“插入屏障”, “删除屏障”.
(2) 插入写屏障
具体操作: 在A对象引用B对象的时候，B对象被标记为灰色。(将B挂在A下游，B必须被标记为灰色)
满足: 强三色不变式. (不存在黑色对象引用白色对象的情况了， 因为白色会强制变成灰色)
(3) 删除写屏障
具体操作: 被删除的对象，如果自身为灰色或者白色，那么被标记为灰色。
满足: 弱三色不变式. (保护灰色对象到白色对象的路径不会断)
插入写屏障和删除写屏障的短板：
- 插入写屏障：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；
- 删除写屏障：回收精度低，GC开始时STW扫描堆栈来记录初始快照，这个过程会保护开始时刻的所有存活对象。
5、混合写屏障
具体操作:
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、被删除的对象标记为灰色。
4、被添加的对象标记为灰色。
满足: 变形的弱三色不变式.
Golang中的混合写屏障满足弱三色不变式，结合了删除写屏障和插入写屏障的优点，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。
6、GC触发时机
- 手动调用 runtime.GC()
- 超过内存大小阈值
- 达到定时时间 阈值是由一个gcpercent的变量控制的,当新分配的内存占已在使用中的内存的比例超过gcprecent时就会触发。比如一次回收完毕后，内存的使用量为5M，那么下次回收的时机则是内存分配达到10M的时候。也就是说，并不是内存分配越多，垃圾回收频率越高。 如果一直达不到内存大小的阈值呢？这个时候GC就会被定时时间触发，比如一直达不到10M，那就定时（默认2min触发一次）触发一次GC保证资源的回收
通常小对象（<32kb）过多会导致 GC ，三色法消耗过多的GPU。在编程过程中，尽可能减少对象分配，如使用结构体变量、减少值传递等。
