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Oct 27, 2026
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GC
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技术探索
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手写
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Go 的 GC 主要采用并发三色标记清扫机制。
首先，GC 会从 Goroutine 栈、全局变量等 GC Roots 出发，追踪所有可达对象。标记过程中，将对象逻辑上分成白色、灰色和黑色三种状态。灰色表示已经发现但还没有扫描完成的对象，黑色表示已经扫描完成的对象。等到所有灰色对象处理完毕，剩下的白色对象就是可以回收的垃圾。
为了减少业务暂停，Go 的大部分标记和清扫工作都可以与业务 Goroutine 并发执行。在 GC 准备和标记终止等阶段仍然有短暂 STW。第一次 STW 是为了安全地开始标记，第二次 STW 是为了安全地结束标记。
由于并发标记期间业务代码可能修改指针，Go 通过混合写屏障保证标记过程不会遗漏仍然存活的对象。
GC 的触发频率主要受堆增长、GOGC 和内存限制等因素影响。
什么是写屏障？
写屏障就是防止 GC 在并发标记时，因为指针关系发生变化而漏标存活对象。
举个例子：
假设有两个对象 A 和 B。
- A 是黑色：GC 已经扫描完 A。
- B 是白色：GC 还没有发现 B。
此时业务代码执行：
如果没有适当的保护机制，GC 可能不会重新扫描 A，也就可能漏掉 B。
最终 B 仍然是白色，被错误地当成垃圾回收，但实际上 A 正在引用它。
当业务代码修改指针时，写屏障会执行额外的标记操作，保护可能被遗漏的对象。
例如，在需要的情况下把 B 纳入 GC 的待标记对象集合。
这样，即使 A 已经扫描完成，GC 也不会漏掉仍然可达的 B。
三色标记具体怎么做？
- 从根引用找到对象，将它们放入灰色待扫描队列。
- 取出一个灰色对象，扫描它引用的其他对象。
- 将新发现的白色对象加入灰色队列。
- 当前对象扫描完成后变为黑色。
- 不断重复，直到没有灰色对象。
- 剩余的白色对象就是可回收对象。
第二次STW干了啥？
- 暂停业务 Goroutine，防止标记结束时继续产生新的并发变化。
- 确认所有标记任务完成，没有遗漏的待扫描对象。
- 关闭写屏障，结束标记阶段，进入后续清扫阶段。
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