目录
- 1、什么是 gc
- 2、为什么要 gc
- 3、gc 触发场景
在早期经常遭到唾弃的就是在垃圾回收(下称：gc)机制中 stw(stop-the-world)的时间过长。那么这个时候，我们又会好奇一点，作为 stw 的起始，go 语言中什么时候才会触发 gc 呢?
1、什么是 gc
在计算机科学中，垃圾回收(gc)是一种自动管理内存的机制，垃圾回收器会去尝试回收程序不再使用的对象及其占用的内存。
最早 john mccarthy 在 1959 年左右发明了垃圾回收，以简化 lisp 中的手动内存管理的机制(来自 @wikipedia)。
2、为什么要 gc
手动管理内存挺麻烦，管错或者管漏内存也很糟糕，将会直接导致程序不稳定(持续泄露)甚至直接崩溃。
3、gc 触发场景
gc 触发的场景主要分为两大类，分别是：
- 系统触发：运行时自行根据内置的条件，检查、发现到，则进行 gc 处理，维护整个应用程序的可用性。
- 手动触发：开发者在业务代码中自行调用
runtime.gc方法来触发 gc 行为。
3.1系统触发
在系统触发的场景中，go 源码的 src/runtime/mgc.go 文件，明确标识了 gc 系统触发的三种场景，分别如下：
const ( gctriggerheap gctriggerkind = iota gctriggertime gctriggercycle )
gctriggerheap：当所分配的堆大小达到阈值(由控制器计算的触发堆的大小)时，将会触发。gctriggertime：当距离上一个 gc 周期的时间超过一定时间时，将会触发。-时间周期以runtime.forcegcperiod变量为准，默认 2 分钟。gctriggercycle：如果没有开启 gc，则启动 gc。
在手动触发的 runtime.gc 方法中涉及。
3.2手动触发
在手动触发的场景下，go 语言中仅有 runtime.gc 方法可以触发，也就没什么额外的分类的。
但我们要思考的是，一般我们在什么业务场景中，要涉及到手动干涉 gc，强制触发他呢?
需要手动强制触发的场景极其少见，可能会是在某些业务方法执行完后，因其占用了过多的内存，需要人为释放。又或是 debug 程序所需。
3.3 基本流程
在了解到 go 语言会触发 gc 的场景后，我们进一步看看触发 gc 的流程代码是怎么样的，我们可以借助手动触发的 runtime.gc 方法来作为突破口。
核心代码如下：
func gc() {
n := atomic.load(&work.cycles)
gcwaitonmark(n)
gcstart(gctrigger{kind: gctriggercycle, n: n + 1})
gcwaitonmark(n + 1)
for atomic.load(&work.cycles) == n+1 && sweepone() != ^uintptr(0) {
sweep.nbgsweep++
gosched()
}
for atomic.load(&work.cycles) == n+1 && atomic.load(&mheap_.sweepers) != 0 {
gosched()
}
mp := acquirem()
cycle := atomic.load(&work.cycles)
if cycle == n+1 || (gcphase == _gcmark && cycle == n+2) {
mprof_postsweep()
}
releasem(mp)
}
在开始新的一轮 gc 周期前，需要调用 gcwaitonmark 方法上一轮 gc 的标记结束(含扫描终止、标记、或标记终止等)。
开始新的一轮 gc 周期，调用 gcstart 方法触发 gc 行为，开始扫描标记阶段。
需要调用 gcwaitonmark 方法等待，直到当前 gc 周期的扫描、标记、标记终止完成。
需要调用 sweepone 方法，扫描未扫除的堆跨度，并持续扫除，保证清理完成。在等待扫除完毕前的阻塞时间，会调用 gosched 让出。
在本轮 gc 已经基本完成后，会调用 mprof_postsweep 方法。以此记录最后一次标记终止时的堆配置文件快照。
结束，释放 m。
3.4 在哪触发
看完 gc 的基本流程后，我们有了一个基本的了解。但可能又有小伙伴有疑惑了?
本文的标题是 “gc 什么时候会触发 gc”，虽然我们前面知道了触发的时机。但是….go 是哪里实现的触发的机制，似乎在流程中完全没有看到?
4、监控线程
实质上在 go 运行时(runtime)初始化时，会启动一个 goroutine，用于处理 gc 机制的相关事项。
代码如下：
func init() {
go forcegchelper()
}
func forcegchelper() {
forcegc.g = getg()
lockinit(&forcegc.lock, lockrankforcegc)
for {
lock(&forcegc.lock)
if forcegc.idle != 0 {
throw("forcegc: phase error")
}
atomic.store(&forcegc.idle, 1)
goparkunlock(&forcegc.lock, waitreasonforcegcidle, traceevgoblock, 1)
// this goroutine is explicitly resumed by sysmon
if debug.gctrace > 0 {
println("gc forced")
}
gcstart(gctrigger{kind: gctriggertime, now: nanotime()})
}
}
在这段程序中，需要特别关注的是在 forcegchelper 方法中，会调用 goparkunlock 方法让该 goroutine 陷入休眠等待状态，以减少不必要的资源开销。
在休眠后，会由 sysmon 这一个系统监控线程来进行监控、唤醒等行为：
func sysmon() {
...
for {
...
// check if we need to force a gc
if t := (gctrigger{kind: gctriggertime, now: now}); t.test() && atomic.load(&forcegc.idle) != 0 {
lock(&forcegc.lock)
forcegc.idle = 0
var list glist
list.push(forcegc.g)
injectglist(&list)
unlock(&forcegc.lock)
}
if debug.schedtrace > 0 && lasttrace+int64(debug.schedtrace)*1000000 <= now {
lasttrace = now
schedtrace(debug.scheddetail > 0)
}
unlock(&sched.sysmonlock)
}
}
这段代码核心的行为就是不断地在 for 循环中，对 gctriggertime 和 now 变量进行比较，判断是否达到一定的时间(默认为 2 分钟)。
若达到意味着满足条件，会将 forcegc.g 放到全局队列中接受新的一轮调度，再进行对上面 forcegchelper 的唤醒。
5、堆内存申请
在了解定时触发的机制后，另外一个场景就是分配的堆空间的时候，那么我们要看的地方就非常明确了。
那就是运行时申请堆内存的 mallocgc 方法。核心代码如下：
func mallocgc(size uintptr, typ *_type, needzero bool) unsafe.pointer {
shouldhelpgc := false
...
if size <= maxsmallsize {
if noscan && size < maxtinysize {
...
// allocate a new maxtinysize block.
span = c.alloc[tinyspanclass]
v := nextfreefast(span)
if v == 0 {
v, span, shouldhelpgc = c.nextfree(tinyspanclass)
}
...
spc := makespanclass(sizeclass, noscan)
span = c.alloc[spc]
v := nextfreefast(span)
if v == 0 {
v, span, shouldhelpgc = c.nextfree(spc)
}
...
}
} else {
shouldhelpgc = true
span = c.alloclarge(size, needzero, noscan)
...
}
if shouldhelpgc {
if t := (gctrigger{kind: gctriggerheap}); t.test() {
gcstart(t)
}
}
return x
}
小对象：如果申请小对象时，发现当前内存空间不存在空闲跨度时，将会需要调用 nextfree 方法获取新的可用的对象，可能会触发 gc 行为。
大对象：如果申请大于 32k 以上的大对象时，可能会触发 gc 行为。
总结
在这篇文章中，我们介绍了 go 语言触发 gc 的两大类场景，并分别基于大类中的细分场景进行了一一说明。
到此这篇关于谈论go 什么时候会触发 gc问题的文章就介绍到这了,更多相关go 什么时候会触发 gc？内容请搜索www.887551.com以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持www.887551.com！
