Go的垃圾回收机制

关于Go的垃圾回收

核心结论：三色标记法 + 混合写屏障 + 并发标记清除 GC，全程几乎不卡顿（低延迟）。

垃圾回收的几种情况：

1. 堆内存增长到阈值触发（90% 场景）：
   当前堆使用大小 ≥ 上次 GC 后堆大小 × 触发比例
   默认触发比例：GO GC = 100（意思：堆增长 100% 就 GC）
   举例：

• 上次 GC 后，堆用了 100MB
• 堆继续增长，到 200MB
• 达到阈值 → 自动触发 GC

2. 每 2 分钟强制触发一次（兜底）：
   Go 有个后台守护线程，强制规则：
   如果超过 2 分钟没有触发过 GC → 直接强制 GC 一次
   为什么要这样？
   防止你内存占用很低、一直不增长，垃圾永远不回收，占着内存不释放

3. 手动触发：代码里主动调用：

runtime.GC()

什么时候用？

• 测试
• 内存峰值后主动释放
• 低功耗场景

4. 特殊情况：GC 后台运行模式触发：
   Go 1.17+ 引入 后台 GC 模式：

• 当程序空闲时
• 系统资源充足时
• 会悄悄跑 GC，整理内存

这是属于优化，不影响业务。

需要注意的是：对象变成垃圾时并不会立刻回收，而是要等到下一次GC时才会回收！

GC的工作流程

整个GC大概可以分为4个步骤：

1. 标记准备：

• 开启写屏障
• 需要极短 STW（微秒）

写屏障的作用：当 GC 在并发标记时，如果你修改了对象引用（a=b），那么它会通知 GC 堆上对象的引用关系发生了变化，从而保证 GC 标记的正确性，不会让 GC 回收了正在使用的对象。

STW：是指Stop the world，早期垃圾回收必须冻结整个程序，影响业务，现在的STW几微秒～几十微秒，人完全感受不到，业务也几乎没影响。

2. 并发标记
   这是整个 GC 的核心阶段！

• GC 和用户代码同时运行
• GC 扫描所有正在使用的对象
• 标记为 “存活”
• 不暂停业务！

3. 标记终止

• 关闭写屏障
• 极短 STW（微秒）

4. 并发清除（Concurrent Sweep）

• GC 把没标记的对象（垃圾）回收
• 依然和业务代码并行
• 完全不卡顿

三色标记法（核心）

Go 用 三色 描述对象状态：

1. 白色: 未被访问过 → 是垃圾，会被回收
2. 灰色: 正在扫描 → 还有子对象没扫完
3. 黑色: 扫描完成 → 存活对象，不回收

标记流程

• 一开始 所有对象都是白色
• 从根对象（栈、全局变量）开始，标记为 灰色
• 遍历灰色对象，把它引用的对象变灰，自己变 黑色
• 直到没有灰色对象
• 剩下的白色对象 = 垃圾 → 清除

注意：哪怕一个对象它没有引用的对象，扫描到它时也会标记为黑色。