三色标记法的实现原理和具体步骤

提示

题眼： 必备。

Go 使用三色标记法来做并发垃圾回收。

三种颜色分别表示：

1. 白色：当前还没有被标记到的对象，回收结束后仍是白色的对象会被当成垃圾。
2. 灰色：对象本身已经被发现，但它引用的子对象还没有全部扫描完。
3. 黑色：对象本身和它引用的子对象都已经扫描完成。

具体流程可以分成四步：

1. 初始阶段（STW）：短暂暂停程序，扫描根对象并标记为灰色。
2. 并发标记：后台并发处理灰色对象，把可达对象持续标成灰色或黑色。
3. 标记终止（STW）：再次短暂停顿，处理剩余灰色对象，确保标记完成。
4. 并发清理：回收仍然是白色的对象。

重要

参考答案：

三色标记法最大的特点就是把标记过程做成了可并发、可渐进执行的形式。它把堆里的对象分成黑、灰、白三类。黑色表示已经确认存活且子对象也扫描完了，灰色表示对象本身活着但子对象还没扫完，白色表示暂时还没被证明存活。

GC 开始时，会先做一次很短的 STW，从根对象出发把第一批对象变成灰色。然后进入并发标记阶段，不断从灰色对象出发扫描它们引用的对象，扫描完成后再把自己变成黑色。最后再做一次短暂的 STW 收尾，确保没有漏网的灰色对象。

整个标记完成后，剩下还是白色的对象就可以被当作垃圾回收了。它相比传统长时间 STW 的标记清除，最大的优势就是能把停顿拆成两个更短的阶段。