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浅尝Go语言GC

2020.04.01 21:29 637浏览

大家好,我是小栈君,因为个人和工作的缘故,所以拖更了一点时间,但是关于拖更的内容小栈君会在后续的时间中补回来,还希望大家继续支持和关注小栈君。当然,在国内疫情稍微减缓的情况下,小栈君在这里也多说两句,在非常时刻,我们应当保持警惕,清洗手,多通风,避免人群聚集,希望大家平安健康,

闲话不多说,我们直接进入正题,今天给大家分享的事关于Go语言中的GC,本期的分享并没有多少代码可言,都是一些理论知识,希望大家耐心且看完,因为能力有限,所以这边小栈君会尽量用大白话来进行叙述,如有错误之处,还请多多谅解。

GC含义:

对于编程有经验的同学应该都知道GC,他的英文全称是garbage collector ,也就是我们通常所说的垃圾收集器。其实Go语言的垃圾收集器是相对于C++语言有十分重要的改进,针对于开发过C++的同学或是大学的时候学习的C++知识而言的话,我们应该知道在C++语言中创建对象分配空间后需要手动释放,针对于手动释放的情况下,有时候我们很难去进行判断什么时候需要,在编程的难度方面无疑是大大增加了难度。

GO语言GC的发展:

Go语言的GC问题,其实经历过多个版本的迭代,并非一蹴而就,就像我们做编程的一样并非一生下来就会。他也是经历过一定时间的发展史。在1.1版本的时候Go语言采用的STW也就是stop the word,也就是我们常说的标记清扫的方式,在此期间容器是不会执行我们的应用程序,所以也会被人所诟病。在Go语言1.3版本之后,Go语言的团队进行分离了标记和清楚的操作,使用了协程进行并发执行清理,也就是在标记的时候进行Mark STW,sweep的时候并发执行。它所代表的的执行过程大致如下:在进行GC的时候,Go语言会首先停止运行我们的程序,进行递归遍历对象,进行标记,标记完成之后将所有没有引用的对象进行清理。由于标记会进行程序的停止,所以当对象特别多的时候标记和清理的时间就会相对的延长(有可能是几百毫秒),对于大型的项目而言无疑是很难受的。
所以在Go语言的1.5版本中针对于标记和清理算法的改进,引入了三色标记法。从逻辑上进行划分为几大区域,白色区域[未搜索]、灰色区域[正搜索]、黑色区域[已搜索]。
其运行的原理大致如下:
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程序运行之初,针对于创建的对象都作为白色的标记。然后当我们的GC开始的时候,我们将所有可达的对象都标记为灰色

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然后标记为黑色之后,在以灰色为基点进行可达分析,找到其引用的对象,然后将其引用的对象标记为灰色,自己则变成黑色。

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依次进行循环,最终将所有可达的对象标记为黑色,以便于系统区分。

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然后系统再回收白色未标记的对象,释放内存。

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大体的三色标记法的过程就是这样。当然Go语言的团队每次的更新都会对GC算法进行优化,比如在golang1.5版本的时候支持了并发的收集,在1.8的时候已经将STW的时间优化到了100微妙。通常来讲在我们应用程序上一次时间只需要10微妙,而且在1.10版本之后再次减少了GC对于CPU的使用率。

当然值得注意一点的是,和java程序一样程序对于GC的这个动作是自发进行的。在下列的情况下会进行触发GC。一种情况是程序申请内存空间时,发现GC是上次GC的两倍,另一种情况是程序在运行过程中,每2分钟会进行GC的触发。

GC的调优

这里小栈君粗略的讲解一下关于GC的调优吧,第一是我们在程序编写的过程中,要做到尽量的小对象复用,针对于局部变量尽量少去声明,针对于多个小对象的情况我们可以用一个结构体进行包装,方便GC的扫描。其次就是少用string的“+进行字符串的拼接。
最后在go源码中也有对于GC的相关描述:

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在runtime包中,这里团队写了关于GC的详细流程,包括GC率和标记方式等等,感兴趣的朋友可以下来看一下,如果英文不是很好的话,可以自行搜索翻译,哈哈哈哈。

好了,今天的浅尝分析go语言的GC就先到这里了,如果你喜欢我的分享,还请记得多多转发,点赞,我是小栈君,我们下期分享再见~,拜了个拜

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