Compréhension approfondie du mécanisme de garbage collection en langage Go

Une compréhension approfondie du mécanisme de collecte des ordures en langage Go nécessite des exemples de code spécifiques

Introduction :
Avec le développement continu du développement logiciel et de la technologie informatique, la collecte des ordures (Garbage Collection, GC) sert de gestion automatique de la mémoire mécanisme , est devenu l'une des caractéristiques communes des langages de programmation modernes. Le mécanisme de récupération de place aide les développeurs à résoudre la complexité et la difficulté de la gestion manuelle de la mémoire, améliorant ainsi considérablement la fiabilité et l'efficacité du développement des applications. En tant que langage doté d'une efficacité de développement élevée et de performances de concurrence élevées, le mécanisme de récupération de place du langage Go constitue une partie importante de son efficacité. Cet article approfondira le mécanisme de garbage collection dans le langage Go et approfondira notre compréhension de ce mécanisme à travers des exemples de code spécifiques.

1. Algorithme de collecte des déchets
Le langage Go utilise un algorithme de collecte des déchets appelé Concurrent Mark and Sweep (CMS). Cet algorithme présente les caractéristiques suivantes :

1. Traitement simultané : pendant le processus de récupération de place, le programme peut continuer à s'exécuter sans arrêter l'ensemble du programme, réduisant considérablement le temps de pause.
2. Traitement incrémental : le processus de collecte des ordures est divisé en plusieurs étapes, et seule une partie des objets est traitée à chaque fois, évitant ainsi de longs délais.

2. Processus de collecte des déchets
Le processus de collecte des déchets du langage Go peut être divisé en trois étapes : l'étape de marquage, l'étape de nettoyage et l'étape de compression.

1. Phase de marquage :
   La phase de marquage est la première phase du garbage collection. Elle parcourt le graphe d'objets et marque les objets accessibles comme « vivants » tandis que les objets non marqués sont considérés comme des « déchets ». Il s'agit de l'étape la plus longue de l'ensemble du processus de récupération de place, mais comme le langage Go utilise un algorithme de marquage simultané, le marquage peut être effectué pendant l'exécution du programme.

Ce qui suit est un exemple de code simple qui montre comment déclencher manuellement le processus de récupération de place :

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "time"
)

func main() {
    fmt.Println("程序开始时的内存占用：", getMemUsage())

    for i := 0; i < 10; i++ {
        createGarbage()
    }

    fmt.Println("初次创建垃圾后的内存占用：", getMemUsage())

    // 手动触发垃圾回收
    runtime.GC()

    fmt.Println("手动触发垃圾回收后的内存占用：", getMemUsage())
}

func createGarbage() {
    for i := 0; i < 10000; i++ {
        _ = make([]byte, 1024)
    }
}

func getMemUsage() uint64 {
    var m runtime.MemStats
    runtime.ReadMemStats(&m)
    return m.Alloc
}

Dans cet exemple de code, nous appelons la fonction createGarbage 10 fois pour créer des objets poubelle. Dans l'état initial, nous pouvons vérifier l'utilisation de la mémoire du programme en appelant la fonction getMemUsage. Ensuite, nous avons appelé manuellement runtime.GC() pour déclencher le garbage collection. En appelant à nouveau la fonction getMemUsage, nous pouvons voir que l'utilisation de la mémoire du programme a été réduite après le garbage collection. En effet, le garbage collection nettoie les objets non référencés. createGarbage 函数10次来创建了一些垃圾对象。在初始状态下，我们可以通过调用 getMemUsage 函数来查看程序的内存占用情况。然后，我们手动调用了 runtime.GC() 来触发垃圾回收。再次调用 getMemUsage 函数，我们可以看到，垃圾回收后程序的内存占用情况有所减少，这是因为垃圾回收将未被引用的对象进行了清理。

2. 清扫阶段：
   清扫阶段是垃圾回收的第二个阶段，它主要负责回收被标记为“垃圾”的对象。在此阶段，垃圾回收器遍历堆中的所有对象，将未标记的对象释放，并将堆空间重新回收。
3. 压缩阶段：
   压缩阶段是垃圾回收的最后一个阶段，它的主要作用是对堆进行压缩。在清扫阶段释放了一些未标记的对象后，会产生大量的内存空洞，这些内存空洞会影响程序的内存分配效率。压缩阶段会将存活的对象向一端移动，并释放出空余的空间。压缩后，程序可以更高效地使用内存。

三、垃圾回收优化参数
为了提供更好的性能和可调节性，Go语言提供了一些垃圾回收优化参数，可以根据实际情况进行调整。

1. GOGC：通过设置环境变量 GOGC 可以调整垃圾回收器的触发和停顿时间的平衡。默认值是 100，表示每生成 100 个对象时会自动触发垃圾回收。较大的值可以降低垃圾回收器的触发频率，但也会导致较长的停顿时间。
2. GODEBUG：通过设置环境变量 GODEBUG 可以启用或禁用一些垃圾回收相关的调试信息。例如，可以通过设置 GODEBUG=gctrace=1
Phase de nettoyage :

La phase de nettoyage est la deuxième phase de la collecte des déchets. Elle est principalement chargée de recycler les objets marqués comme « poubelles ». Au cours de cette phase, le garbage collector parcourt tous les objets du tas, libère les objets non marqués et récupère l'espace du tas.

Phase de compression :

La phase de compression est la dernière phase du garbage collection. Sa fonction principale est de compresser le tas. Après la libération de certains objets non marqués pendant la phase de nettoyage, un grand nombre de trous de mémoire seront générés, et ces trous de mémoire affecteront l'efficacité de l'allocation de mémoire du programme. La phase de compression déplace les objets survivants vers une extrémité et libère de l'espace libre. Après compression, les programmes peuvent utiliser la mémoire plus efficacement.

3. Paramètres d'optimisation du garbage collection
• Afin d'offrir de meilleures performances et une meilleure adaptabilité, le langage Go fournit certains paramètres d'optimisation du garbage collection, qui peuvent être ajustés en fonction de la situation réelle.
• GOGC : En définissant la variable d'environnement GOGC, vous pouvez ajuster l'équilibre entre le temps de déclenchement et le temps de pause du garbage collector. La valeur par défaut est 100, ce qui signifie que le garbage collection sera automatiquement déclenché à chaque fois que des objets 100 sont générés. Des valeurs plus élevées peuvent déclencher le garbage collector moins fréquemment, mais peuvent également entraîner des temps de pause plus longs.

🎜GODEBUG : Vous pouvez activer ou désactiver certaines informations de débogage liées au garbage collection en définissant la variable d'environnement GODEBUG. Par exemple, vous pouvez activer la fonction de suivi du garbage collection en définissant GODEBUG=gctrace=1 pour afficher l'exécution de chaque étape. 🎜🎜🎜4. Résumé🎜Cet article traite du mécanisme de récupération de place dans le langage Go et approfondit la compréhension du mécanisme à travers des exemples de code spécifiques. Le mécanisme de garbage collection permet aux développeurs de se concentrer davantage sur la mise en œuvre logique du programme sans trop prêter attention à la gestion de la mémoire. En ajustant correctement les paramètres du garbage collector, les performances et la possibilité de réglage du programme peuvent être encore améliorées. Je pense qu'en comprenant en profondeur le mécanisme de garbage collection, nous pouvons mieux tirer parti du langage Go et développer des applications efficaces et fiables. 🎜🎜Référence : 🎜🎜🎜Documentation officielle du langage Go (https://golang.org/doc/) 🎜🎜"Le langage de programmation Go" par Alan A. A. Donovan et Brian W. Kernighan🎜🎜

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