Как Garbage collector понимает, что объект можно уничтожить

1️⃣ Как кратко ответить

Garbage collector в Go использует алгоритм "mark-and-sweep", чтобы определить, какие объекты можно уничтожить. Он начинает с корневых объектов, отмечает все достижимые объекты и затем удаляет те, которые не были отмечены, так как они недостижимы и могут быть безопасно уничтожены.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Garbage collector (GC) — это механизм автоматического управления памятью, который освобождает память, занимаемую объектами, которые больше не используются программой. В языке Go используется алгоритм "mark-and-sweep" для управления памятью.

Как работает алгоритм "mark-and-sweep"

1. Корневые объекты (roots): Это объекты, которые доступны напрямую из стека, глобальных переменных или других областей, которые всегда доступны. Они служат отправной точкой для GC.

2. Фаза маркировки (Mark):

   • GC начинает с корневых объектов и рекурсивно отмечает все объекты, которые достижимы из этих корней.
   • Достижимый объект — это объект, на который есть ссылки из корневых объектов или других достижимых объектов.
   • В процессе маркировки GC обходит граф объектов, начиная с корней, и помечает все объекты, которые можно достичь.

3. Фаза очистки (Sweep):

   • После завершения фазы маркировки GC проходит по всей памяти и освобождает те объекты, которые не были отмечены.
   • Эти объекты считаются недостижимыми, так как на них нет ссылок из корневых объектов или других достижимых объектов.

Пример кода

package main
​
import "fmt"
​
type Node struct {
    value int
    next  *Node
}
​
func main() {
    // Создаем цепочку связанных объектов
    node1 := &Node{value: 1}
    node2 := &Node{value: 2}
    node3 := &Node{value: 3}
​
    node1.next = node2
    node2.next = node3
​
    // Удаляем ссылку на второй узел
    node1.next = nil
​
    // В этот момент node2 и node3 становятся недостижимыми
    // Garbage collector может их уничтожить
    fmt.Println(node1.value) // Выводим значение первого узла
}

• Создание объектов: В этом примере мы создаем три связанных объекта Node. Каждый объект Node содержит значение и указатель на следующий объект.
• Связывание объектов: node1 указывает на node2, а node2 указывает на node3, создавая цепочку.
• Удаление ссылки: Мы удаляем ссылку node1.next, делая node2 и node3 недостижимыми.
• GC уничтожает объекты: Поскольку node2 и node3 больше не достижимы из корневых объектов, GC может их уничтожить.

Зачем это нужно

Garbage collector освобождает разработчиков от необходимости вручную управлять памятью, что снижает вероятность ошибок, таких как утечки памяти и использование освобожденной памяти. Это особенно важно в языках, таких как Go, которые ориентированы на высокую производительность и безопасность. GC позволяет сосредоточиться на логике приложения, не беспокоясь о низкоуровневом управлении памятью.