GoLang 1.4+垃圾收集器计划与路线图

自从Go语言于2009年11月对外宣布以来,短短几年时间,这门语言发展迅猛,性能也在不断提升,而垃圾收集器的改进正是其中的重要一环。在《GoLang将在发布1.4 版本时支持面向 Android 开发》一文中,GoLang将支持Android开发。GoLang现在是全方位进攻。

在Go 1.1中,Go语言引入了并行垃圾收集器,可以减少程序在多CPU上运行时的延迟;同时垃圾收集也更为精确了,以牺牲较少的CPU时间为代价,换来了堆内存的显著减少。到了今年6月份发布的Go 1.3中,精确性有所改进,又实现了检查栈上的值时的精确性。

那后续版本中,垃圾收集器会有怎样的变化呢?Richard L. Hudson近日撰文介绍了Go 1.4+垃圾收集器的计划和路线图。

文中指出,计划于2015年6月发布的Go 1.5的GC的目标是减少延迟,从而使Go语言能够满足对响应时间要求比较高的系统。该版本希望将GC延迟限制在10ms以内,而且每50ms保证Go应用代码有40ms以上的执行时间。实现上将考虑一种混合式的Stop-the-World(STW)/并发垃圾收集器(CGC)。CGC的主要工作将在一个或多个专用的CPU上完成,而应用代码则在其他CPU上执行。

文中提到,用繁复的垃圾收集术语来讲,现在为Go 1.5提议的垃圾收集器是一种“非分代的、非移动的、并发的、三色的标记清除垃圾收集器”。像分代,JVM的Hotspot实现、Google的v8 JavaScript引擎等采用的就是分代垃圾收集技术。Hotspot中的堆区分为年轻代和老年代,不同的代会针对性地选择不同的收集算法。移动对象是复制类垃圾收集算法常用的一种操作,不过移动有一个缺点,需要修改指向被复制对象的所有指针。三色是GC跟踪过程中的一种标记策略,认定为活对象的标记为黑色,可能是死对象的标记为白色;可以参考这个帖子。正在处理或者需要重新处理的标记为灰色。标记完成之后,仍为白色的则是垃圾。具体算法,感兴趣的读者可以参考《The Garbage Collection Handbook: The Art of Automatic Memory Management》一书。低延迟意味着会影响吞吐量,但是影响程度如何,还有待观察。文中指出,随着CPU核数的增加,拿出一个或多个核来执行GC,应该不是很大的问题。

至于Go 1.6这个将于2015年12月发布的版本,其GC将根据1.5版本的经验、用户反馈和使用案例来改进。1.6版本很可能会加入指针碰撞分配(bump pointer allocation)和分代复制收集技术。

为配合垃圾收集器的改造,1.4版本中将去掉使用了Go指针及各种与并发或复制收集器不兼容的不安全指针结构的C运行时代码,用户也需要去掉其代码中的不兼容结构。

相关讨论可以参阅golang-dev邮件列表。HackerNews上的讨论也很热烈。有些网友介绍了实际使用体验。感兴趣的读者可以参考。

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