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go语言有gc吗

go语言有gc。GC是指垃圾回收,是一种自动内存管理的机制;go语言支持GC,Go中对象内存空间的回收是通过GC机制来完成的。对于Go而言,Go的GC使用的是无分代(对象没有代际之分)、不整理(回收过程中不对对象进行移动与整理)、并发(与用户代码并发执行)的三色标记清扫算法。

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本教程操作环境:windows7系统、GO 1.18版本、Dell G3电脑。

GC机制是在Java语言被广泛使用之后所火起来的,像后来的脚本语言Python都支持GC,GO也支持GC。

Go语言和C/C++语言的一个显著的特点是Go中对象内存空间的回收是通过GC机制来完成的,不需要像C++一样通过程序员的手动申请和释放,所以Go中相对不容易出现内存泄漏。今天我们就来聊聊Go中的GC机制。

什么是GC,又有什么用?

GC,全称 Garbage Collection,即垃圾回收,是一种自动内存管理的机制。

当程序向操作系统申请的内存不再需要时,垃圾回收主动将其回收并供其他代码进行内存申请时候复用,或者将其归还给操作系统,这种针对内存级别资源的自动回收过程,即为垃圾回收。而负责垃圾回收的程序组件,即为垃圾回收器。

垃圾回收其实一个完美的 “Simplicity is Complicated” 的例子。一方面,程序员受益于 GC,无需操心、也不再需要对内存进行手动的申请和释放操作,GC 在程序运行时自动释放残留的内存。另一方面,GC 对程序员几乎不可见,仅在程序需要进行特殊优化时,通过提供可调控的 API,对 GC 的运行时机、运行开销进行把控的时候才得以现身。

通常,垃圾回收器的执行过程被划分为两个半独立的组件:

  • 赋值器(Mutator):这一名称本质上是在指代用户态的代码。因为对垃圾回收器而言,用户态的代码仅仅只是在修改对象之间的引用关系,也就是在对象图(对象之间引用关系的一个有向图)上进行操作。

  • 回收器(Collector):负责执行垃圾回收的代码。

GC中的根对象

根对象在垃圾回收的术语中又叫做根集合,它是垃圾回收器在标记过程时最先检查的对象,包括:

  • 全局变量:程序在编译期就能确定的那些存在于程序整个生命周期的变量。

  • 执行栈:每个 goroutine 都包含自己的执行栈,这些执行栈上包含栈上的变量及指向分配的堆内存区块的指针。

  • 寄存器:寄存器的值可能表示一个指针,参与计算的这些指针可能指向某些赋值器分配的堆内存区块。

GC的实现方式

所有的 GC 算法其存在形式可以归结为追踪(Tracing)和引用计数(Reference Counting)这两种形式的混合运用。

  • 追踪式 GC

    从根对象出发,根据对象之间的引用信息,一步步推进直到扫描完毕整个堆并确定需要保留的对象,从而回收所有可回收的对象。Go、 Java、V8 对 JavaScript 的实现等均为追踪式 GC。

  • 引用计数式 GC

    每个对象自身包含一个被引用的计数器,当计数器归零时自动得到回收。因为此方法缺陷较多,在追求高性能时通常不被应用。Python、Objective-C 等均为引用计数式 GC。

目前比较常见的 GC 实现方式包括:

  • 追踪式,分为多种不同类型,例如:

    • 标记清扫:从根对象出发,将确定存活的对象进行标记,并清扫可以回收的对象。

    • 标记整理:为了解决内存碎片问题而提出,在标记过程中,将对象尽可能整理到一块连续的内存上。

    • 增量式:将标记与清扫的过程分批执行,每次执行很小的部分,从而增量的推进垃圾回收,达到近似实时、几乎无停顿的目的。

    • 增量整理:在增量式的基础上,增加对对象的整理过程。

    • 分代式:将对象根据存活时间的长短进行分类,存活时间小于某个值的为年轻代,存活时间大于某个值的为老年代,永远不会参与回收的对象为永久代。并根据分代假设(如果一个对象存活时间不长则倾向于被回收,如果一个对象已经存活很长时间则倾向于存活更长时间)对对象进行回收。

  • 引用计数:根据对象自身的引用计数来回收,当引用计数归零时立即回收。

Go中GC的实现方式

对于 Go 而言,Go 的 GC 使用的是无分代(对象没有代际之分)、不整理(回收过程中不对对象进行移动与整理)、并发(与用户代码并发执行)的三色标记清扫算法。【

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