Go语言学习 - GC

我们希望垃圾清理的过程最好最好, 能够按照Goroutine那样并发的进行, 不要耽误主进程的工作. 如果以上操作被并发的执行了, 会发生什么?

我们的整理工作是按照"轮"进行的, 第一轮第二轮最后一轮这样的, 假设现在存在一个灰色的点链接着一个白色的点, 那么按照上面的步骤, 下一轮这个白色的点也将被标记成灰色的点, 从而被保留下来.

但是就在这个时候, 这个链接突然断开了, 随后这个白色点被连上了一个黑色的点. 按照"轮数"的操作方法, 我们只会再"造访"灰色的点, 黑色的点是永远不可能再到访了. 那也就是说这个白色点, 就算有在引用黑点,就算是有效的, 同样会被清理. 等到黑点想要用这个白点的时候会造成数据丢失.

虽然很恶心, 但如果你允许用户一边运行程序, 一边运行GC, 那就完全有可能发生这种事. 所以Go在1.3之前都是停止所有工作来做标记/清理工作的.

Dijkstra策略 - 插入屏障(Go1.5)

针对黑白相连的问题,Dijkstra(下面简称dij)策略是这样理解的: 如果我不让你黑白相连呢? → 对于任何尝试黑白相连的操作, 直接把白点置灰就完事了.

这样是不是就能完成goroutine式的"并发垃圾回收"? 可惜dij也有自己的问题, 它的问题在于 栈上的操作管不到 , 只能管到堆, 也就是说, 就算栈上黑白相连了, 也管不到, 所以dij需要在结束的时候, STW一下, 专门去清理一下栈.

Yuasa策略 - 删除屏障

同样的问题, Yuasa是这么理解的: 问题的源头来自灰白断连的那一下子, 如果不是因为灰白断连后又来一个黑白相连, 那一切都不会出问题. 那就禁止一切灰白断连好了 → 灰白断连, 无论你接下来是不是会出现黑白相连, 我都直接将白点置灰. Yuasa策略就是相信灰白断连之后, 一定会发生黑白相连, 因此直接将白点置灰. 但是, 即使接下来并没有发生黑白相连, 这个野灰点, 因为实质上也并没有指向任何数据, 同样活不过下一轮GC

同样, 这样能不能说走并发垃圾回收? 不能, 因为Yuasa需要在一开始就STW为堆+栈做快照, 随后并发的, 按照上面的方法来分析变量.

混合策略(Go1.8)

Yuasa的删除屏障发挥作用

如果已知操作对象分别是一灰一白, 现在又在执行删除操作. 直接将白色置灰(Yuasa/删除写屏障) 如果已知栈是黑色的 针对这种操作, 你不需要知道后续步骤, 因为在删除写屏障下, 任何灰白删除都会触发yuasa策略发挥作用.

Dij的插入屏障发挥作用

如果现在又再将栈上的黑色对象引用一个白色对象, 那么直接将白色对象置灰. 针对这种情况, 你同样不需要知道这个白色对象是从哪儿来的, 你也不需要知道这个白色对象之前是否经历过Yuasa策略, 可能甚至是一个野白点, 但是只要你尝试黑栈+白点, 就会触发白点置灰的操作

为什么要这么做, 为什么安全

我们就是这样的将两个策略混合起来使用. 思考一下, 我们拒绝Dij策略的原因就是这个策略无法保证栈的安全. 但是,如果,我们能保证栈的安全, 这种情况下使用Dij策略那就是没问题的. 那就可以按照预期的那样goroutine并发伴行. 那这种"保证"是从哪儿来的? Dij的死角在于栈上的黑白相连管不到, 对付这个死角, 我们同时运行着Yuasa, 只要灰白断连, 就白点置灰, 这样就绝对不可能出现栈上的黑白相连. ok , 现在我们只需要创造Yuasa的运行环境即可 : 开头的时候STW, 但是只扫描栈就够了, 这种情况下, yuasa策略在栈上就是有效的, 也就是说hybrid运行结束栈就是安全的.