Golang-Marke klar

In modernen Programmiersprachen ist die Speicherverwaltung ein entscheidendes Thema. Der Zweck der Speicherverwaltung besteht darin, die Speichernutzung zu steuern, während die Anwendung ausgeführt wird. Wenn eine Anwendung zu viel Speicher anfordert, kann dies zu Leistungseinbußen oder schließlich sogar zum Absturz führen.

Golang ist eine effiziente Programmiersprache. Der integrierte automatische Speicherbereinigungsmechanismus bietet Programmierern großen Komfort. Dieser Mechanismus ermöglicht es Golang-Programmierern, sich auf das Schreiben von Code zu konzentrieren, anstatt sich um die Speicherverwaltung zu kümmern.

Im Kontext von Golang wird der auf Generationsteilung basierende Mark-and-Sweep-Algorithmus auch als Tricolor-Algorithmus bezeichnet. Es handelt sich um einen sogenannten GC-Algorithmus, der auf „Stop-Copy“ basiert und auch der Garbage-Collection-Algorithmus ist Wird derzeit in der Go-Sprache verwendet. Dieser Algorithmus ermöglicht eine Garbage Collection mit mehreren Zyklen, die eine gute Kontrolle über die Speichernutzung während der Programmausführung bietet.

Im Tricolor-Algorithmus erfolgt die rekursive Durchquerung über Stapelrahmen, die jederzeit unterbrochen und wieder aufgenommen werden können, was die Steuerung und Planung während der gleichzeitigen Speicherbereinigung erleichtert. Es ist intuitiv, leicht zu verstehen und läuft sehr effizient.

Der GC-Algorithmus von Golang umfasst hauptsächlich die folgenden zwei Phasen:

1. Markierungsphase (Markierung)

In der Markierungsphase durchläuft der Garbage Collector den gesamten Heap und markiert die Objekte im Heap. Der Zweck der Markierungsphase besteht darin, Müllobjekte zu identifizieren, die gereinigt und recycelt werden sollten. Während des Durchlaufvorgangs wird das Objekt als „lebendig“ markiert, solange das Programm den von einem Objekt referenzierten Ort erreicht.

2. Clearing-Phase (Clearing)

In der Clearing-Phase gibt der Garbage Collector alle nicht markierten Müllobjekte frei. Dadurch wird Speicherplatz für Objekte frei, die keine Referenzen haben.

In Golang wird der Garbage Collector in Einheiten von „einzelnen Zeitscheiben“ ausgeführt. Wenn der Garbage Collector ausgeführt wird, werden alle anderen Threads der Anwendung angehalten. Nachdem die Speicherbereinigung abgeschlossen ist, werden alle angehaltenen Threads fortgesetzt.

Obwohl es sich um einen sehr effizienten GC-Algorithmus handelt, besteht das größte Problem des Tricolor-Algorithmus darin, dass er die Verzögerungszeit des Programms erhöht, hauptsächlich weil die Zeit zum Markieren und Löschen die Ausführungszeit des Programms in Anspruch nimmt.

Um dieses Verzögerungsproblem zu vermeiden, hat Golang die STW-Technologie (Stop The World) eingeführt. Dies bedeutet, dass alle gleichzeitig ausgeführten Threads angehalten werden, bis der Garbage Collector die Ausführung abschließt, wenn der Garbage Collector seinen Betrieb aufnimmt.

Da Golang außerdem alle Variablen im Speicher zuweist, ist es nicht erforderlich, Speicherzuweisungsfunktionen wie malloc oder free zu verwenden. Dies macht Golang-Programme sehr effizient und vermeidet häufige Speicherverlustprobleme.

Kurz gesagt, der GC-Algorithmus von Golang ist sehr gut. Er bietet Programmierern Komfort und vermeidet einige häufige Speicherverwaltungsfehler. Obwohl dadurch einige Latenzprobleme zunehmen können, können diese Latenzprobleme durch die Verwendung der STW-Technologie gelöst werden, und Golang kann in Bezug auf die Effizienz der Programmausführung immer noch eine gute Leistung erbringen.

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