Go垃圾回收系列（二）：三色标记法

Golang中的垃圾回收主要应用三色标记法，GC过程和其他用户goroutine可并发运行，但需要一定时间的STW(stop the world)，所谓三色标记法实际上就是通过三个阶段的标记来确定要清除的对象都有哪些

具体步骤

第一步 , 每次新创建的对象，默认的颜色都是标记为“白色”。

第二步, 每次GC回收开始, 会从根节点开始遍历所有对象，把遍历到的对象从白色集合放入“灰色”集合。这里 要注意的是，本次遍历是一次遍历，非递归形式，是从程序抽次可抵达的对象遍历一层。

第三步, 遍历灰色集合，将灰色对象引用的对象从白色集合放入灰色集合，之后将此灰色对象放入黑色集合。

第四步, 重复第三步, 直到灰色中无任何对象。

当全部的可达对象都遍历完后，灰色标记表将不再存在灰色对象，目前全部内存的数据只有两种颜色，黑色和白色。那么黑色对象就是我们程序逻辑可达（需要的）对象，这些数据是目前支撑程序正常业务运行的，是合法的有用数据，不可删除，白色的对象是全部不可达对象，目前程序逻辑并不依赖他们，那么白色对象就是内存中目前的垃圾数据，需要被清除。

第五步: 回收所有的白色标记表的对象. 也就是回收垃圾。剩下的就是全部依赖的黑色对象。

问题

为了在GC过程中保证数据的安全，我们在开始三色标记之前就会加上STW，在扫描确定黑白对象之后再放开STW。但是很明显这样的GC扫描的性能实在是太低了。

那么Go是如何解决标记-清除(mark and sweep)算法中的卡顿(stw，stop the world)问题的呢？

没有STW的三色标记法

如果没有STW，那么也就不会再存在性能上的问题，那么接下来我们假设如果三色标记法不加入STW会发生什么事情？

如果三色标记过程不启动STW，那么在GC扫描过程中，任意的对象均可能发生读写操作，这样就会存在一种情况，就是同时满足以下两个条件：

• 条件1: 一个白色对象被黑色对象引用(白色被挂在黑色下)
• 条件2: 灰色对象与它之间的可达关系的白色对象遭到破坏(灰色同时丢了该白色)

如果当以上两个条件同时满足时，就会出现对象丢失现象，即一个合法引用的对象被gc给当作垃圾对象错误回收掉。

为了防止这种现象的发生，最简单的方式就是STW，直接禁止掉其他用户程序对对象引用关系的干扰，但是STW的过程有明显的资源浪费，对所有的用户程序都有很大影响。那么是否可以在保证对象不丢失的情况下合理的尽可能的提高GC效率，减少STW时间呢？答案是可以的，我们只要使用一种机制，尝试去破坏上面的两个必要条件就可以了。

这就引出了我们接下来要讲的屏障机制。