go:垃圾回收GC触发条件详解

版本: go version go1.13 darwin/amd64

在go源码runtime目录中找到gctrigger结构体,就能看出大致调用的位置

gc调用方式	所在位置	代码
定时调用	runtime/proc.go:forcegchelper()	gcstart(gctrigger{kind: gctriggertime, now: nanotime()})
分配内存时调用	runtime/malloc.go:mallocgc()	gctrigger{kind: gctriggerheap}
手动调用	runtime/mgc.go:gc()	gcstart(gctrigger{kind: gctriggercycle, n: n + 1})

调用入口有了,再进入gcstart

func gcstart(trigger gctrigger) {
	...省略
	for trigger.test() && sweepone() != ^uintptr(0) {
		sweep.nbgsweep++
	}
	// perform gc initialization and the sweep termination
	// transition.
	semacquire(&work.startsema)
	// re-check transition condition under transition lock.
	这里做了双重锁,来判断是否符合gc条件
	if !trigger.test() {
		semrelease(&work.startsema)
		return
	}
	...省略
}
//是否需要触发gc
func (t gctrigger) test() bool {
	if !memstats.enablegc || panicking != 0 || gcphase != _gcoff {
		return false
	}
	switch t.kind {
	case gctriggerheap:
		//gc_trigger是触发标记的堆大小。当heap_live≥gc_trigger时，标记阶段将开始。
		//这也是必须完成比例扫描的堆大小。
		//这是在标记终止期间根据下一个循环的触发器的triggerratio计算的
		return memstats.heap_live >= memstats.gc_trigger
		
	case gctriggertime:
		if gcpercent < 0 {
			return false
		}
		lastgc := int64(atomic.load64(&memstats.last_gc_nanotime))
		// forcegcperiod = 默认是2分钟
		return lastgc != 0 && t.now-lastgc > forcegcperiod
	case gctriggercycle:
		// t.n > work.cycles, but accounting for wraparound.
		return int32(t.n-work.cycles) > 0
	}
	return true
}

后面的代码就是正常的垃圾回收流程了,这里暂且不表,这里只关心gc的触发场景

关于golang垃圾回收,内存分配时何时会重新进入gc?

这里问题是gc的关键,比如当前用了10m内存,随着程序运行,使用内存不是一个固定的值,在当次gc标记结束后,会更新下一次触发gc的heap大小(gc_trigger),下次gc进入之后会在上述的test()函数中会进行heap大小的比较,如果符合条件就真正进行gc

func gcsettriggerratio(nexttriggerratio)

补充：go的垃圾回收机制（gc）

常用的垃圾回收算法

1.引用计数(reference counting):如python

2.标记-清扫(mark & sweep)：如golang

3.复制收集(copy and collection):目前许多商业虚拟机都采用这种垃圾回收算法

golang 的三色标记法

golang 的垃圾回收(gc)是基于标记清扫算法，这种算法需要进行 stw（stop the world)，这个过程就会导致程序是卡顿的，频繁的 gc 会严重影响程序性能. golang 在此基础上进行了改进，通过三色标记清扫法与写屏障来减少 stw 的时间.

三色标记法的流程如下，它将对象通过白、灰、黑进行标记

1.所有对象最开始都是白色.

2.从 root 开始找到所有可达对象，标记为灰色，放入待处理队列。

3.历灰色对象队列，将其引用对象标记为灰色放入待处理队列，自身标记为黑色。

4.循环步骤3直到灰色队列为空为止，此时所有引用对象都被标记为黑色，所有不可达的对象依然为白色，白色的就是需要进行回收的对象。

三色标记法相对于普通标记清扫，减少了 stw 时间. 这主要得益于标记过程是 “on-the-fly” 的，在标记过程中是不需要 stw 的，它与程序是并发执行的，这就大大缩短了 stw 的时间.

写屏障

当标记和程序是并发执行的，这就会造成一个问题. 在标记过程中，有新的引用产生，可能会导致误清扫. 清扫开始前，标记为黑色的对象引用了一个新申请的对象，它肯定是白色的，而黑色对象不会被再次扫描，那么这个白色对象无法被扫描变成灰色、黑色，它就会最终被清扫，而实际它不应该被清扫. 这就需要用到屏障技术，golang 采用了写屏障，作用就是为了避免这类误清扫问题. 写屏障即在内存写操作前，维护一个约束，从而确保清扫开始前，黑色的对象不能引用白色对象.

gc 触发条件

1> 当前内存分配达到一定比例则触发

2> 2 分钟没有触发过 gc 则触发 gc

3> 手动触发，调用 runtime.gc()

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。