Garbage Collection 介紹

作者 Jason Chuang 日期 2019-07-18
golang
Garbage Collection 介紹

前陣子對golang中的回收機制突然有興趣,因為golang再回收機制上面我自己在run service時
回收的速度特別有感觸,所以研究了一下,並且稍微紀錄一些小筆記跟大家分享

What is GC?

GC 是Garbage Collection 的簡稱，中文稱為“垃圾回收”。
那在GC裡面什麼定義為“垃圾”？

把分配到堆中那些不能通過程序引用的對象稱為非活動對象，也就是死掉的對象，我們稱為“垃圾”。

What is GC doing ?

而GC主要工作就做兩件事情

1.找到內存空間裡的垃圾。
2.回收垃圾，讓程序員能再次利用這部分空間。

Heap And Stack

講到golang如何選擇哪些是”垃圾“,就不免談到 heap 與 stack的關係
簡單來說, stack 在大陸翻譯都叫做“堆”, 而heap 則稱“棧”, 不要問我為什麼因為我也不知道
在這邊就直接以原文來介紹這兩個的關係。

  • stack 主要用於靜態記憶體配置,也就是你可以預期收回的空間都會存放於 stack
  • heap 則是主要用於動態記憶體配置,是無法預期或者不能確定此空間大小則會放於 heap 上 用此程式碼來介紹說, 在StudentRegister中 我new了一個Student struct 的空間, 但因為在這個情況下, 程式會認為這個宣告沒有一個明確的收回以及空間的宣告,這時就會將這個s 配置的空間放於heap底下。 p.s. 因為stack能存放的空間是有一定大小的，因此遇到不確定的空間宣告時，程式會將這些空間放在heap 下才不怕記憶體爆炸！！ 而另外main再呼叫StudentRegister時,可以明確知道main執行完後就會收回,因此程式則會將他放於stack中 golang 有個方便的參數 `-gcflags=-m` 這參數可以幫我檢查宣告的物件是否跑至heap或存於stack中

If we don’t have GC

如果沒有GC， 工程師們就得自行做內存管理，也就是上面我介紹的你不只要做好stack的回收
並且你也需要將所有跑至heap的空間管理好，否則service 跑著跑著就會記憶體不夠。
這不打緊，更怕的是可能會有收錯的問題，更嚴重可能會有重複宣告空間，講這麼多大概有感覺的GC
的重要了吧。

GC introduction

mark-sweep

  1. 會先從根路徑往下尋找所有的得達到的節點
  2. 將這些節點做標記
  3. 全部標記完後,將會STW(stop the world)
  4. 將其他沒有標記到的節點做刪除
  5. Start the world

缺點：

  1. The larger the memory, the longer the scan.
  2. Stop The World.

reference counting

  1. 任何只要一被宣告的空間就給他個一計數器(count)
  2. 若有人引用此空間count則會加一，反之取消引用則減一
  3. 當count為0時，代表無人引用，此時即可將空間給收回

缺點：

  1. Need to refer to the counting field.
  2. Can not directly deal with ring garbage.

copying

  1. 會將記憶體分為 from and to 兩個空間
  2. 當空間不足分配新對象或者定時需要收取時，則會觸發GC，做STW
  3. 此時就會將所有存活的對象全部複製到to空間下
  4. 當複製完成後再將from 和 to 的空間互換

缺點：

  1. Only half of the memory can be used at a time.
  2. The larger the memory, the longer it will scan and move.
  3. Pause the app for a long time.

小結

對於各種的GC方式先做個簡單的介紹，之後會再介紹golang使用的GC機制是怎麼樣的
但總歸一句，我能活在GC發明後的時代真是太好了（因為我是個很懶惰的人）！

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