一.理解GO GC机制

GO语言采用的是三色标记法垃圾回收算法，这种算法采用的是并发标记，扫描完成后再进行清除工作，这意味着性能上可能会付出一些代价。

1.1GC的耗时

在垃圾收集周期内，所有的goroutine必须停止运行以便垃圾回收器可以尽可能多地清除内存。GC会带来一些显著的延迟，大部分gc耗时都集中于标记阶段。越大的堆空间，GC的时间也越长。

1.2堆大小对GC的影响

每个程序都有一个堆大小，这个大小是通过runtime.GOMAXPROCS和runtime.GOGC这两个环境变量来控制的。runtime.GOGC默认是100，意味着当达到100%的可用内存时，GC将开始在程序运行期间自动执行垃圾回收。而runtime.GOMAXPROCS控制程序并发时最大的goroutine数量。

//todo举个例子

1.3GC算法

Go语言采用三色标记算法的主要优点是能够在很短的时间内清理整个堆，避免了没有必要的清理操作。三色标记算法具有最小停顿时间和实时清理堆的能力，但是，它需要非常高的内存扫描性能。这是由于算法需要对对象执行读取和写入操作。所以我们需要在内存使用量和最小停顿时间之间进行平衡。

//todo 三色标记法

二如何查看GC信息

2.1使用GODEBUG="gotrace=1"

package main

func main() {
	//循环分配很大内存，触发GC
	for n := 1; n < 100; n++ {
		a := make([]byte, 1<<20)
		a = a
	}
}

命令行使用 GODEBUG="gctrace=1"

字段解析：

gc 2	这是第2次gc。
@0.041s	这次gc的markTermination阶段完成后，距离runtime启动到现在的时间。
1%	到目前为止，gc的标记工作（包括两次mark阶段的STW和并发标记）所用的CPU时间占总CPU的百分比
0.053+0.95+0.004 ms clock,	按顺序分成三部分 0.053表示mark阶段的STW时间（单P的）； 0.95表示并发标记用的时间（所有P的）； 0.004表示markTermination阶段的STW时间（单P的）。
0.21+0.093/0.35/0.60+0.018 ms cpu	按顺序分成三部分 0.21表示整个进程在mark阶段STW停顿时间(0.013 * 8)； 0.093/0.35/0.60有三块信息，0.093是mutator assists占用的时间， 0.35是dedicated mark workers+fractional mark worker占用的时间， 0.60是idle mark workers占用的时间。 0.018 ms表示整个进程在markTermination阶段STW停顿时间。
3->3->0 MB,	按顺序分成三部分， 3表示开始mark阶段前的heap_live大小； 3表示开始markTermination阶段前的heap_live大小； 0表示被标记对象的大小。
4 MB goal, 0 MB stacks, 0 MB globals,	表示下一次触发GC的内存占用阀值是4MB，
4 P	本次gc共有多少个P。

2.2 go tool trace

package main

import (
	"os"
	"runtime/trace"
)

func GoTrace() {
	f, _ := os.Create("trace.out")
	defer f.Close()
	trace.Start(f)
	defer trace.Stop()
	//循环分配很大内存，触发GC
	for n := 1; n < 100; n++ {
		a := make([]byte, 1<<20)
		a = a
	}

}

代码执行完成后可以看到会生成trace.out文案，使用 go tool trace命令查看trace文件

go tool trace -http 127.0.0.1:8080 trace.out

2.3 debug.ReadGCStats

package main

import "time"

func main() {
	go RunTimeDebugReadGc()
	//循环分配很大内存，触发GC
	for n := 1; n < 100; n++ {
		a := make([]byte, 1<<20)
		a = a
	}
	//方便观察 sleep 10s
	time.Sleep(10 * time.Second)
}

func RunTimeDebugReadGc() {
	//每秒触发一次
	tracker := time.NewTicker(1 * time.Second)
	gcStat := debug.GCStats{}
	for {
		select {
		case <-tracker.C:
			debug.ReadGCStats(&gcStat)
			fmt.Println(gcStat)
		}
	}
}

2.4 runtime.ReadMemStats

func RunTimeDebugReadMem() {
	//每秒触发一次gc
	tracker := time.NewTicker(1 * time.Second)
	gcStat := runtime.MemStats{}
	for {
		select {
		case <-tracker.C:
			runtime.ReadMemStats(&gcStat)
			fmt.Println(gcStat)
		}
	}
}