Go-通俗易懂垃圾回收及运行过程 - 实践

Go 的垃圾回收（GC）就像一个自动的“内存清洁工”，它会自动回收程序不再使用的内存空间，避免内存泄漏。整个过程分为标记存活对象 → 清除垃圾对象两个核心步骤，并采用三色标记法 + 并发处理实现高效回收。

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核心原理：三色标记法（Tri-color Marking）

想象内存中的对象被标记为三种颜色：

1. 白色：待检查对象（初始状态）
2. 灰色：已扫描但引用的对象未检查完
3. 黑色：已扫描且所有引用对象也完成检查（存活对象）
   

工作流程（分4步）

1. STW 初始标记（暂停极短）

   • 暂停所有程序（Stop The World）
   • 快速标记根对象（全局变量、栈变量等）为灰色
   • ⏱️ 耗时：通常< 1ms
     

2. 并发标记（与脚本并行运行）

   • 程序恢复运行
   • GC 协程逐步处理灰色队列：
     • 将灰色对象引用的白色对象标记为灰色
     • 当前对象标记为黑色
   • 关键：通过写屏障（Write Barrier）监控内存修改，确保信息一致性
     

3. STW 标记终止（短暂暂停）

   • 再次暂停工具
   • 完成最终标记
   • 确认所有灰色对象已处理完
   • ⏱️ 耗时：通常1~10ms

4. 并发清除（与程序并行）

   • 程序恢复运行
   • 回收所有白色对象（未被标记的垃圾）
   • 黑色对象重置为白色（下一轮准备）