Go言語のメモリ管理とガベージコレクション機構を解読する

Go 言語は効率的で安全な同時実行プログラミング言語であり、メモリ管理とガベージ コレクション メカニズムの設計もそのユニークな特徴です。この記事では、Go 言語のメモリ管理とガベージ コレクションのメカニズムを詳しく解読します。

1. メモリ管理

Go 言語では、メモリ管理にはメモリ割り当てとメモリ解放という 2 つの側面が含まれます。

1.1 メモリ割り当て

Go 言語では、組み込み関数 new および make を通じてメモリを割り当てます。このうち、new は新しく割り当てられたゼロ値へのポインタを返し、make は指定された型とその長さの初期化値へのポインタを返します。次のコードを通じて new と make の使用法を比較できます:

var p *int = new(int)
var v []int = make([]int, 10)
fmt.Println(*p, len(v))

出力結果: 0 10

上記の例からわかるように、new によって割り当てられたメモリはゼロ値です。 int 型のメモリ。make によって割り当てられるメモリは、長さ 10 の int 型のスライスです。

内部実装の観点から見ると、Go 言語はヒープとスタックという 2 つのメモリ割り当てメカニズムを使用します。このうち、ヒープは動的に割り当てられたメモリを格納するために使用され、スタックは静的に割り当てられたメモリを格納するために使用されます。スタック内のメモリ割り当てはプログラムによって制御されますが、ヒープ内のメモリ割り当ては Go 言語のガベージ コレクション メカニズムによって管理されます。

1.2 メモリ解放

Go 言語では、メモリ解放は手動で行う必要はなく、Go 言語のガベージ コレクション機構によって自動的に行われます。変数が使用されなくなった場合、ガベージ コレクション メカニズムはその変数をガベージ オブジェクトとしてマークし、適切なタイミングで自動的にリサイクルします。

2. ガベージ コレクションのメカニズム

Go 言語のガベージ コレクション メカニズムは、マークスイープ アルゴリズムと 3 色マーキング アルゴリズムの組み合わせを使用してガベージ コレクションを実行します。

2.1 マーククリア アルゴリズム

マーククリア アルゴリズムは一般的なガベージ コレクション アルゴリズムであり、その基本的な考え方は、使用中のすべてのオブジェクトをマークし、マークされていないオブジェクトをクリアすることです。 Go 言語の実装では、ガベージ コレクターはルート オブジェクトから開始してすべてのオブジェクトを走査し、すべての参照オブジェクトをライブ オブジェクトとしてマークし、マークされていないオブジェクトをガベージ オブジェクトとしてマークし、最後にすべてのガベージ オブジェクトをクリアします。

マーククリア アルゴリズムの利点は、効率が高く、プログラムを一時停止する必要がないことにありますが、欠点は、リサイクル後のメモリ空間の断片化にあります。

2.2 3 色マーキング アルゴリズム

マーククリア アルゴリズムにおけるメモリ断片化の問題を解決するために、Go 言語のガベージ コレクション メカニズムには 3 色マーキング アルゴリズムが導入されています。 3 色マーキング アルゴリズムでは、ガベージ コレクターはすべてのオブジェクトを白、黒、またはグレーとしてマークします。このうち白はアクセスされていないオブジェクト、灰色はアクセスはあるが参照先のオブジェクトにはアクセスされていないオブジェクト、黒はアクセスされたオブジェクトを示している。

ガベージ コレクターは、ルート オブジェクトから開始してすべてのオブジェクトを走査し、参照されているすべてのオブジェクトを灰色としてマークし、次にこれらの灰色のオブジェクトによって参照されるオブジェクトを再帰的に走査し、走査されたオブジェクトを黒としてマークします。最後に、ガベージ コレクターは、アクセスされていない白いオブジェクトをクリアし、灰色と黒のオブジェクトを白としてマークします。

3 色マーキング アルゴリズムの利点は、メモリ領域を最大限に活用し、メモリの断片化の問題を回避できることです。ただし、その欠点は、リサイクルされるたびにオブジェクト グラフ全体を走査する必要があり、プログラムのパフォーマンスに一定の影響を与えることです。

概要

Go 言語のメモリ管理とガベージ コレクションのメカニズムは非常によく設計されており、効率的で安全な同時実行プログラムを作成する際に、より便利にメモリの割り当てと解放を行うことができます。同時に、ガベージ コレクション メカニズムの実装では、メモリ空間の使用問題も十分に考慮されており、プログラムのパフォーマンス向上をサポートします。

以上がGo言語のメモリ管理とガベージコレクション機構を解読するの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。