go里面的垃圾回收是如何进行的（2）？

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精确的垃圾回收

像C语言这种不支持垃圾回收的语言，其实还是有些垃圾回收的库可以使用的。这类库一般也是用的标记清扫算法实现的，但是它们都是保守的垃圾回收。之所以叫“保守”是因为它们没办法获取对象类型信息，因此只能保守地假设地址区间中每个字都是指针。

无法获取对象的类型信息会造成什么问题呢？这里举个例子来说明。

假设某个结构体中是不包含指针成员的，那么对该结构体成员进行垃圾回收时，其实是不必要递归地标记结构体的成员的。但是由于没有类型信息，我们并不知道这个结构体成员不包含指针，因此我们只能对结构体的每个字节递归地标记下去，这显然会浪费很多时间。这个例子说明精确的垃圾回收可以减少不必要的扫描，提高标记过程的速度。

这个例子说明，保守的垃圾回收某些情况下会出现垃圾无法被回收的情况。虽然不会造成大的问题，但总是让人很不爽，都是没有类型信息惹的祸。

现在好了，在Go语言的 1.1 版本中开始支持精确的垃圾回收。精确的垃圾回收首先需要的就是类型信息，上一节中讲过 MSpan 结构体，类型信息是存储在 MSpan 中的。从一个地址计算它所属的 MSpan，公式如下：

页号 = (地址 - mheap.arena_start) >> 页大小
MSpan = mheap->map[页号]

1.接下来通过 MSpan->type 可以得到分配块的类型。这是一个 MType 的结构体：

struct  MTypes
{
    byte         compression;         //  one  of  MTypes_*
    bool         sysalloc;            //  whether  (void*)data  is  from  runtime·SysAlloc uintptr         data;
};

2.MTypes

MTypes 描述 MSpan 里分配的块的类型，其中 compression 域描述数据的布局。它的取值为 MTypes_Empty、MTypes_Single、MTypes_Words、MTypes_Bytes 四个中的一种：
MTypes_Empty：所有的块都是 free 的，或者这个分配块的类型信息不可用。这种情况下 data 域是无意义的。
MTypes_Single：这个 MSpan 只包含一个块，data 域存放类型信息，sysalloc 域无意义。
MTypes_Words：这个 MSpan 包含多个块（块的种类多于 7）。这时 data 指向一个数组 [NumBlocks]uintptr，数组里每个元索存放相应块的类型信息。
MTypes_Bytes：这个 MSpan 中包含最多 7 种不同类型的块。这时 data 域指下面这个结构体

struct  {
    type    [8]uintptr               //  type[0]  is  always  0
    index   [NumBlocks]byte
}

第 i 个块的类型是 data.type[data.index[i]]

表面上看 MTypes_Bytes 好像最复杂，其实这里的复杂程度是 MTypes_Empty 小于 MTypes_Single 小于 MTypes_Bytes 小于 MTypes_Words 的。MTypes_Bytes 只不过为了做优化而显得很复杂。

上一节中说过，每一块 MSpan 中存放的块的大小都是一样的，不过它们的类型不一定相同。如果没有使用，那么这个 MSpan 的类型就是 MTypes_Empty。如果存一个很大块，大于这个 MSpan 大小的一半，因此存不了其它东西了，那么这个 MSpan 的类型是 MTypes_Single。

假设存了多种块，每一块用一个指针，本来可以直接用 MTypes_Words 存的。但是当类型不多时，可以把这些类型的指针集中起来放在数组中，然后存储数组索引。这是一个小的优化，可以节省内存空间。

得到的类型信息最终其实是一个这样的结构体：

struct  Type
{
    uintptr  size;
    uint32  hash;
    uint8  _unused;
    uint8  align;
    uint8  fieldAlign;
    uint8  kind;
    Alg  *alg;
    void  *gc;
    String  *string;
    UncommonType  *x;
    Type  *ptrto;
};

不同类型的类型信息结构体略有不同，这个是通用的部分。可以看到这个结构体中有一个 gc 域，精确的垃圾回收就是利用类型信息中这个 gc 域实现的。

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