垃圾回收之写屏障

小小青蛙不怕风吹雨打 · · 250 次点击 · · 开始浏览    
这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

资料阅读

有两张不错的gif图(原子wikipedia) https://zhuanlan.zhihu.com/p/74853110
最先看的文章,引用了上面的文章 https://www.jianshu.com/p/4c5a303af470
在讨论 Go 的混合写屏障 https://github.com/changkun/go-under-the-hood/issues/20
解释了为啥有 read barrier https://www.zhihu.com/question/42879518/answer/437304734

这些个文章看完,总觉得其中对golang的混合写屏障没说透,甚至感觉有错误说法。

三色标记的理解

基本的mark-sweep算法

基本算法有个缺点,需要STW(stop the world),有较大延时。

三色标记法(tricolor mark-sweep)

三色标记的过程中,节点颜色变化:白色》灰色》黑色。当没有灰色了,标记结束,黑色存活,白色清除。
三色标记可以实现增量回收和并发回收,能降低延时(latency);当然也有缺点,会降低吞吐量(throughput)。

三色标记正确运行需要满足下面2个条件中的一个:

  1. 强三色不变式:黑色对象不引用白色对象。
  2. 弱三色不变式:黑色对象引用的白色对象可以通过灰色对象搜索到。

当使用增量回收和并发回收时,回收过程中,用户程序会新建对象修改对象引用,会破坏上面的条件。写屏障就是为了处理这个事情。
有两套方案

// 当obj是黑色时,标记插入的*prt对象至少为灰色。满足强三色条件
// GC运行时,新new出来的对象,可以直接标记成黑色。
djjkstra_write_barrier(obj, ref, ptr){
    shade(ptr) // shade的做法时如果是白色就标记成灰色,否则不变。后面的伪代码都是这个意思。
    ref = ptr
}

// 从obj上删除ref时,标记*ref至少为灰色。这样可以满足弱三色条件
// 悲观认为所有被删的对象都可能被黑色对象引用了,效率很低的样子。
// **注意:**GC运行时,新new出的对象必须直接标记成黑色
yuasa_write_barrier(obj, ref, ptr){
    shade(ref) // 当obj时黑色时,可以不标记,因为删掉黑色到白色之类引用关系不破坏弱三色条件
    ref = ptr
}

一般来说dijk就挺好的,但像golang这种希望写栈上的引用时不使用写屏蔽,提高性能,所以得找别的方法。

  1. golang早期用的dijk的方法,得把栈本身重新标记成灰色,mark的最后阶段STW,然后扫描下栈,完成标记。这样说是最后结算的延时可以达到100ms。
  2. golang 1.8 用yuasa的方法,也同样存在同样的问题。这时可以当栈还不是黑色时,所有复制操作,额外把ptr标记成灰色,就当是从栈里删除下来的。
    伪代码
// golang 1.8的方式,说法是结合了dij和yuasa。效率(吞吐量)比yuasa还低。
// **注意:**GC运行时,新new出的对象必须直接标记成黑色
golang_hybird_write_barrier(obj, ref, ptr){
    shade(ref)
    // 当栈本身还没完成扫描时,假定ptr就是从栈上删除取下来的对象。当栈扫描完,可以当成标记为黑色,这时就不需要补充标记了。
    if current stack is grey: 
        shade(ptr)
    ref = ptr
}

这样就可以实现,栈里面的写操作不需要barrier处理,扫描最后也不需要STW重新扫描栈。


有疑问加站长微信联系(非本文作者)

本文来自:简书

感谢作者:小小青蛙不怕风吹雨打

查看原文:垃圾回收之写屏障

入群交流(和以上内容无关):加入Go大咖交流群,或添加微信:liuxiaoyan-s 备注:入群;或加QQ群:1006366459

250 次点击  
加入收藏 微博
暂无回复
添加一条新回复 (您需要 登录 后才能回复 没有账号 ?)
  • 请尽量让自己的回复能够对别人有帮助
  • 支持 Markdown 格式, **粗体**、~~删除线~~、`单行代码`
  • 支持 @ 本站用户;支持表情(输入 : 提示),见 Emoji cheat sheet
  • 图片支持拖拽、截图粘贴等方式上传