Golang垃圾回收简明教程2--强弱三色不变式

回看Golang的发展历程，作者都在提升Go执行效率上下足功夫，从Go的GC发展可见一斑。v1.3版本时，使用的是标记清除法回收对象，其缺点是在回收时需要STW(Stop The World)。STW是影响Go的GC性能的重要因素，减少或者消灭STW是GC优化道路上的重要使命。

使用之前本人所写的文章

的图片继续讲解。三色标记法不使用STW的时候有可能会出现以下描述的情况。

标记为黑色的对象是被保留不会释放内存的；标记为灰色是过渡状态的对象，会被扫描；标记为白色的对象会被GC清除释放内存的。GC已经扫码完对象1和对象2，标记为黑色，并发现它们的引用，对象2和对象5，并标记为灰色。

标记为灰色的对象2，有指针p指向白色对象3 。程序还在运行当中，还没扫描到对象2，已经标记为黑色的对象4此时创建指针q指向对象3。虽然对象4已经被扫描标记为黑色，但是还有对象2没被扫描，依然有可以正常保护对象3不被回收。

再变动一下，对象2把指向对象3的指针p删除，那么对象3仅仅挂在已经被扫描并标记为黑色的对象4下。

按照三色标记法，对象2和对象5会标记为黑色，而对象3，由于对象4已经被扫描过了，所有只能还是原来的白色标记，等待被清理。这不是我们希望的结果。这种情况的出现是由于我们放弃使用STW机制保护导致的。

根据上面的情况分析，在没有启用STW的情况下，三色标记法如果满足以下两个条件就会有对象被无辜清理：

为了避免无辜对象被清理，最简单的方式是STW，但是STW时间过长会对用户体验造成影响，那如何在保证不丢失对象的情况下提高GC效率，减少STW的时间呢？

为了解决上面的问题，Go开发者给出的答案是强弱三色不变式。下面分别介绍强弱三色不变式。

规则：强制性的不允许黑色对象引用白色对象

此规则破坏了条件一。

条件一：一个白色对象被黑色对象引用

规则：黑色对象可以引用白色对象，白色对象存在其他灰色对象对它的引用，或者可达它的链路上游存在灰色对象

此规则破坏了条件二。

条件二：灰色对象与此白色对象之间的可达关系遭到破坏

下面的图例可以帮忙理解弱三色不变式。情况1是不被允许，情况2和情况3时被允许的。黑色所引用的白色对象始终会被灰色对象引用，不管是直接引用还是间接引用。

因此，在三色标记的算法中，只要满足强/弱三色不变式的其中一种，即可保证对象不被丢失。具体如何实现，请看下一篇文章《Golang垃圾回收简明教程3--插入删除写屏障机制》。

晚安～