Question

翻译自 1.15 mgc.go 头部注释。

garbage collector

回收线程（collector）和用户线程（mutator）可并发执行，允许多个回收线程并行。

类型精确（type accurate），非代龄（non-generational），非收缩（non-compacting）。

使用写屏障（write barrier）实现并发标记（mark）和清理（sweep）。

相对于专门处理垃圾回收的 collector 线程，其他线程被称作 mutator 线程。

包含以下几个步骤：

1. 确保清理结束。

a. STOP-THE-WORLD，让所有 P 到达回收安全点。

b. 清理所有未及清理的内存块（span）。

比如在正常清理未结束前执行 runtime.GC，就会出现这种情况。

2. 开始标记。

a. 状态 GCoff -> GCmark，启用写屏障，启用用户辅助（mutator assists），

根标记任务排队。在所有 P 写屏障启用前，不会扫描任何对象，这需要启用 STW。

b. START-THE-WORLD。即刻起，回收任务由调度器（scheduler）启动的

标记工人（mark workers）和分配辅助（assists）完成。

任何指针写入（overwritten pointer and the new pointer），都被写屏障遮蔽。

新分配对象直接标记为黑色。

在垃圾回收期间，用户线程的内存分配行为受信用量限制。

如超出，则需要暂停用户逻辑，参与辅助垃圾回收工作。

以此抑制过快的分配行为导致回收周期无法结束等问题。

c. 执行根标记任务。包括扫描所有栈（stacks），对全局变量和

堆外（off-heap runtime）数据结构里的堆指针着色。

扫描栈会导致 goroutine 停止，着色（shades）其中发现的指针，

随后恢复 goroutine 执行。

d. 清空（drain）灰色队列（queue of grey objects），扫描其中的灰色对象，

将其标记为黑色。同时，对其包含的指针进行着色，将引用目标放入灰色队列。

e. 使用分布式终止算法（distributed termination algorithm）检测何时不再有

根标记任务和灰色对象（gcMarkDone）。

至此，转入标记结束。

3. 标记结束。

a. STOP-THE-WORLD.

b. 状态 GCmarktermination，禁用标记工人和分配辅助。

c. 处理内部任务（flushing mcaches）。

4. 执行清理。

a. 状态 GCoff，设置清理状态，禁用写屏障。

b. START-THE-WORLD。从此刻起，新分配对象为白色，必要时会在

分配前清理目标 span 内存。

c. 后台并发执行清理，并响应分配操作。

当分配超过一定阈值，重新从 1 开始执行新的回收周期。

concurrent sweep

清理与用户逻辑并发执行。使用专门 goroutine 在后台一个接一个清理（span）。

标记结束后，所有 span 都被标记为需要清理（needs sweeping）。

为避免向 OS 请求过多内存，首先尝试清理现有的 span 以获取可复用空间。

确保不会在未清理的 span 上执行操作，避免破坏标记位图。

回收期间，mcache 持有的 span 全部收回 mcentral。重新获取时，会执行清理操作。

当下一回收周期启动时，会先完成未清理任务。

oblets

为防止扫描大对象耗时过长，同时改善并行性，将大于 maxObletBytes 的对象扫描作业

分成多个（maxObletBytes）。

如此，扫描大对象时，先处理第一个 oblet，其他的排队成为新任务。