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gc_write_barrier.md

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GC write barrier 详解

在垃圾回收领域所讲的 barrier 包括 read barrier 与 write barrier,无论是哪一种,都与并发编程领域的 memory barrier 不是一回事。

在 GC 中的 barrier 其本质是 : snippet of code insert before pointer modify。

所以在阅读相关材料时,请注意不要将两者混淆。

在当前 Go 语言的实现中,GC 只有 write barrier,没有 read barrier。

在应用进入 GC 标记阶段前的 stw 阶段,会将全局变量 runtime.writeBarrier.enabled 修改为 true,当应用从 STW 中恢复,重新开始执行,垃圾回收的标记阶段便与应用逻辑开始并发执行,这时所有的堆上指针修改操作在修改之前会额外调用 runtime.gcWriteBarrier:

我们随便找找这些反汇编结果在代码中对应的行:

Go 语言当前使用了混合 barrier 来实现 gc 标记期间的被修改对象动态跟踪,早期只使用了 Dijistra 插入 barrier,但 Dijistra barrier 需要在标记完成之后进行栈重扫,因此在 1.8 时修改为混合 barrier。

Dijistra 插入屏障伪代码如下:

堆上指针修改时,新指向的对象要标灰。

但是因为 Go 的栈上对象不加 barrier,所以会存在对象丢失的问题:

还有一种非常有名的 barrier,Yuasa 删除屏障,与 Dijistra 屏障相反,它是在堆指针指向的对象发生变化时,将之前指向的对象标灰:

和 Dijistra 类似,也存在对象漏标问题: