Lassen Sie uns über einige wichtige Probleme der GC in der Go-Sprache sprechen

In den letzten Jahren erfreut sich die Go-Sprache immer größerer Beliebtheit, und auch der GC-Mechanismus wird in der Branche weithin gelobt. Allerdings hat jede Technologie ihre Mängel und Mängel, und der GC der Go-Sprache bildet da keine Ausnahme. In diesem Artikel werden mehrere wichtige Probleme mit der Go-Sprache GC besprochen und die Verbesserungen und Optimierungen vorgestellt, die das Go-Team von Go 1.5 bis Go 1.12 implementiert hat.

Analyse des GC-Mechanismus der Go-Sprache

Werfen wir zunächst einen Blick auf den GC-Mechanismus der Go-Sprache.

In der Go-Sprache wird der GC-Mechanismus durch das Laufzeitmodul implementiert. Der GC durchläuft den Objektgraphen des Programms, markiert alle noch verwendeten Objekte und löscht nicht referenzierte Objekte. Während dieses Vorgangs wird das laufende Programm angehalten.

Der GC-Mechanismus ist ein Hauptmerkmal der Go-Sprache. Er kann viele Speicherprobleme wie Speicherlecks, wilde Zeiger usw. vermeiden. Gleichzeitig bringt es aber auch einige Leistungsprobleme mit sich, insbesondere in großen Systemen. Im Folgenden listen wir häufig auftretende GC-Probleme nacheinander auf.

Häufige GC-Probleme

1. Das Programm pausiert während der GC.

Wenn GC läuft, wird das gesamte Programm angehalten. Dieses Problem hat bei kleineren Programmen keine großen Auswirkungen. Bei großen Programmen, die eine hohe gleichzeitige Verarbeitung erfordern, können GC-Pausen jedoch zu Leistungseinbußen und erhöhter Latenz führen und somit das Benutzererlebnis beeinträchtigen.

2. Der GC-Overhead ist groß.

GC muss den gesamten Objektgraphen durchlaufen und verbraucht daher viele CPU- und Speicherressourcen. Wenn der Objektgraph sehr komplex ist, erhöht sich der Overhead von GC erheblich.

3. GC erlebt Jitter.

Jitter bezieht sich auf die Situation, in der GC innerhalb eines Zeitintervalls mehrmals durchgeführt wird. Wenn der GC eine lange Markierungsphase durchführt, kann das Programm nicht auf Anfragen reagieren, was zu Verzögerungen oder sogar Abstürzen führt. Dieses Problem tritt besonders häufig in Systemen mit vielen gleichzeitigen Anforderungen auf.

4. GC verhindert die Programmausführung.

Der Garbage Collector übernimmt beim Recycling das Ausführungsrecht des Programms. Wenn die Ausführungsrechte eines Programms über einen längeren Zeitraum durch den Garbage Collector belegt sind, kann es zu schwerwiegenden Leistungsproblemen kommen.

GC-Verbesserungen von Go 1.5 bis Go 1.12

Um diese Probleme zu lösen, hat das Go-Team verschiedene GC-Verbesserungen in Go 1.5 bis Go 1.12 vorgenommen. Die spezifischen Verbesserungen sind wie folgt:

1. Dreifarbiger Markierungsalgorithmus

Der dreifarbige Markierungsalgorithmus ist ein optimierter GC-Algorithmus, der die Pause der Programmlaufzeit während der GC-Ausführung optimieren kann. Dieser Algorithmus minimiert Programmpausenzeiten und reduziert Jitter-Probleme.

In der Go 1.5-Version verwendet der Garbage Collector einen dreifarbigen Markierungsalgorithmus, der die GC-Pausenzeit und den CPU-Overhead erheblich reduziert. Nachfolgende Versionen haben auf dieser Basis kontinuierliche Verbesserungen und Optimierungen vorgenommen und so die Gesamtleistung und Stabilität verbessert.

2. Gleichzeitige Markierung

Go 1.5 Version führte auch die gleichzeitige Markierungsfunktion ein, die während der Markierungsphase des Garbage Collectors durchgeführt wird. Diese Markierungsmethode kann gleichzeitig mit der Ausführung des Programms ausgeführt werden, wodurch die GC-Pausenzeit verkürzt wird.

Im neuen Tag werden Objekte als „benutzt“ oder „unbenutzt“ markiert, was den Zeitaufwand für das gleichzeitige Tagging erheblich reduzieren kann. Mit dieser Markierungsmethode kann der Jitter erheblich reduziert und in manchen Fällen ganz eliminiert werden.

3. Heap-Verarbeitung verbessern

GC muss die Objekte im Heap überprüfen, daher hat die Struktur des Heaps einen großen Einfluss auf die Leistung. Das Go-Team begann mit der Optimierung des Heap-Verarbeitungsalgorithmus in Go 1.5, einschließlich der Reduzierung der Heap-Fragmentierung. Diese Verbesserung verbessert die Ausführungseffizienz von GC erheblich.

4. Behandeln Sie große Objekte besser

Eine große Anzahl großer Objekte erfordert eine besondere Behandlung, da sie die Effizienz der GC erheblich beeinträchtigen. In früheren Versionen wurden große Objekte als persistente Objekte klassifiziert und hatten eine spezielle GC-Behandlung aktiviert. Aber in der Go-Version 1.8 werden große Objekte in die „schwarze Liste“ eingeordnet, und der GC verwendet diese Liste, um zu bestimmen, welche großen Objekte eine spezielle Verarbeitung erfordern.

5. GC-Parameter automatisch anpassen

In früheren Versionen mussten Go-Programmierer GC-Parameter wie GC-Ausführungsgeschwindigkeit und GC-Schwellenwert manuell anpassen. Aber in der Version Go 1.8 unterstützt Go die automatische Anpassung der GC-Parameter, wodurch die GC-Ausführungseffizienz und die Unterbrechung zwischen großen und kleinen Objekten automatisch ausgeglichen werden können.

Spätere Versionen haben diesen Mechanismus kontinuierlich optimiert und verbessert.

Zusammenfassung

In diesem Artikel werden der GC-Mechanismus in der Go-Sprache und eine Reihe von Problemen vorgestellt, die durch den GC-Mechanismus verursacht werden können. Um diese Probleme zu lösen, hat das Go-Team gleichzeitig verschiedene GC-Verbesserungen in Go 1.5 bis Go 1.12 vorgenommen, darunter einen dreifarbigen Markierungsalgorithmus, gleichzeitige Markierung, verbesserte Heap-Verarbeitung, bessere Behandlung großer Objekte und automatische Anpassung der GC-Parameter warten. Diese Verbesserungen haben die Leistung und Stabilität von GC erheblich verbessert, sodass die Go-Sprache noch besser mit großen Systemen umgehen kann.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonLassen Sie uns über einige wichtige Probleme der GC in der Go-Sprache sprechen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!