Golang代码优化14-垃圾回收

垃圾回收是golang开发者需要关注的重点知识。

什么是垃圾回收

垃圾回收（英语：Garbage Collection，缩写为GC）是一种自动内存管理机制. 垃圾回收器(Garbage Collector)尝试回收不再被程序所需要的对象所占用的内存.

经典算法

引用计算

将新引用对象的计数器加一，将不引用的对象的计数器减一。

标记-清除

找到不可达的对象，然后做上标记。回收标记对象。因为扫描时会冻结所有的线程，执行时程序会暂停、卡顿，即Stop The World。(Dio咋瓦鲁多)

Golang的GC

golang基于标记-清除算法进行优化，采用三色标记法。

• 原理
  首先将程序创建的对象都标记为白色。
  从root根出发扫描所有根对象，扫描所有可达的对象，标记为灰色。（root区域主要是程序运行到当前时刻的栈和全局数据区域。）
  从灰色对象中找到其引用对象，把灰色对象本身标记为黑色。
  监视对象中的内存修改，并重复上一步骤，知道灰色标记的对象不存在。
  此时，GC回收白色对象。
  最后将所有黑色标记的对象重置为白色。

• 三色标记法如何避免Stop the world的？
  因为三色标记法结束后仅剩黑色与白色对象。如果不碰触黑色对象，只清除白色对象，则不会影响程序的执行。故清除操作可以和用户程序并发执行。

针对新生成的对象，go采用了写屏障保证该对象不会被立刻清除。简单理解就是新生成的对象，一律被标记为灰色。

说实话我对原理的理解还是很生硬，仅记住三色标记法的原理。

如何进行GC优化

• 减少对象的分配，合理重复利用。示例：
  使用sync.Pool初始化buffer池

  // Adapter buffer pool
  type Adapter struct {
  	pool sync.Pool
  }
  
  // NewAdapter
  func NewAdapter() *Adapter {
  	return &Adapter{pool:sync.Pool{New: func() interface{} {
  		return bytes.NewBuffer(make([]byte, 4096))
  	}}}
  }
  
  func main() {
      adapter := NewAdapter()
      buffer := adapter.pool.Get().(*bytes.Buffer)
  	buffer.Reset()
  	defer func() {
  		if buffer != nil {
  			adapter.pool.Put(buffer)
  			buffer = nil
  		}
      }()
      
      // 使用buffer读取信息..
  }

• 避免string与[]byte转换
  两者发生转换的时候，底层数据结结构会进行复制，因此导致 gc 效率会变低。优化如下：

  // Str2Byte return bytes of s
  func Str2Byte(s string) []byte {
  	x := (*[2]uintptr)(unsafe.Pointer(&s))
  	h := [3]uintptr{x[0], x[1], x[1]}
  	return *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&h))
  }
  
  // Byte2Str return string of b
  func Byte2Str(b []byte) string {
  	return *(*string)(unsafe.Pointer(&b))
  }

• 少量使用+连接string
  Go里面string是最基础的类型，是一个只读类型，针对他的每一个操作都会创建一个新的string。 如果是少量小文本拼接，用 “+” 就好；如果是大量小文本拼接，用 strings.Join；如果是大量大文本拼接，用 bytes.Buffer。

  func main() {
      strings.Join([]string{"hello,","world"},"")
  }

• 本文作者： Hongker
• 本文链接： https://hongker.github.io/2020/04/11/golang-gc/
• 版权声明： 本博客所有文章除特别声明外，均采用 MIT 许可协议。转载请注明出处！