golang三色标记

Go语言中的三色标记算法

在Go语言中，垃圾回收是一个非常重要的特性。它可以帮助我们自动管理内存，避免内存泄露和过度消耗的问题。而在Go语言的垃圾回收算法中，三色标记算法被广泛应用。

什么是三色标记算法

三色标记算法是一种并发标记清除（concurrent mark and sweep）算法，用于在运行时自动扫描程序的内存堆，并标记出所有可达对象。它的名字源自于它对对象的标记分为三个颜色：白色、灰色和黑色。

白色对象

在开始阶段，所有对象都被默认标记为白色。白色表示这些对象还没有被访问过，所以它们被视为垃圾。在标记阶段开始前，垃圾回收器会将堆中的所有对象都标记为白色。

灰色对象

当一个对象被访问到时，它的颜色会从白色变为灰色。灰色对象表示这些对象已经被访问过，但是它们的引用对象尚未被访问。灰色对象是待处理的对象，需要进一步扫描其引用对象。

黑色对象

当一个灰色对象引用的对象也被访问时，它的颜色会从灰色变为黑色。黑色对象表示这些对象已经被访问过，并且所有引用对象也都被访问过了。黑色对象是存活对象，不会被回收。

并发标记

Go语言的垃圾回收器是采用并发标记的方式进行的。在标记阶段，垃圾回收器会开启一个单独的Goroutine来并发扫描整个堆中的对象。这个Goroutine将从根对象（如全局变量、栈上对象等）开始，递归扫描所有可达对象，并将其标记为灰色和黑色。

混合写屏障

为了支持并发标记，Go语言的垃圾回收器还使用了混合写屏障（concurrent write barrier）技术。混合写屏障可以在并发执行程序的同时，保证垃圾回收器对于新创建的对象能够正确地追踪和标记。

清除阶段

在并发标记阶段结束后，垃圾回收器会进入清除阶段。在清除阶段，垃圾回收器会扫描堆中所有的白色对象，并将其回收。同时，垃圾回收器会把所有的黑色对象重新标记为白色，以便下次进行垃圾回收。

结论

三色标记算法是Go语言垃圾回收的核心算法之一。它通过并发标记和混合写屏障等技术，实现了高效且低停顿的垃圾回收。三色标记算法在许多现代的编程语言和垃圾回收器中得到了广泛应用，成为了自动内存管理的重要工具。