golang 垃圾回收（二）屏障技术 2020/6/3 10:44

• 什么是屏障？
• golang 涉及到的三个写屏障
• 原理分析
  • 示例分析代码
  • 先看逃逸分析
  • 写屏障真实的样子

什么是屏障？

承接上篇概述，下面讨论什么是写屏障？先说结论：

1. 内存屏障只是对应一段特殊的代码
2. 内存屏障这段代码在编译期间生成
3. 内存屏障本质上在运行期间拦截内存写操作，相当于一个 hook 调用

golang 涉及到的三个写屏障

1. 插入写屏障
2. 删除写屏障
3. 混合写屏障（旁白：其实本质上是两个，混合写屏障就是插入写屏障和删除写屏障的混合）

这三个名词什么意思？区别在哪里？

最本质的区别就是：我们说了，内存屏障其实就是编译器帮你生成的一段 hook 代码，这三个屏障的本质区别就是 hook 的时机不同而已。

原理分析

声明下，下面的例子使用的是 go1.13.3。

示例分析代码

一直说，写屏障是编译器生成的，先形象看下代码样子：

  1 package main
  2 
  3 type BaseStruct struct {
  4     name string
  5     age  int
  6 }
  7 
  8 type Tstruct struct {
  9     base   *BaseStruct
 10     field0 int
 11 }
 12 
 13 func funcAlloc0 (a *Tstruct) {
 14     a.base = new(BaseStruct)    // new 一个BaseStruct结构体，赋值给 a.base 字段
 15 }
 16 
 17 func funcAlloc1 (b *Tstruct) {
 18     var b0 Tstruct
 19     b0.base = new(BaseStruct)  // new 一个BaseStruct结构体，赋值给 b0.base 字段
 20 }
 21 
 22 func main() {
 23     a := new(Tstruct)    // new 一个Tstruct 结构体
 24     b := new(Tstruct)   // new 一个Tstruct 结构体
 25     
 26     go funcAlloc0(a)
 27     go funcAlloc1(b)
 28 }

这里例子，可以用来观察两个东西：

1. 概述篇提到的逃逸分析
2. 编译器插入内存屏障的时机

先看逃逸分析

为什么先看逃逸分析？

因为只有堆上对象的写才会可能有写屏障，这又是个什么原因呢？因为如果对栈上的写做拦截，那么流程代码会非常复杂，并且性能下降会非常大，得不偿失。根据局部性的原理来说，其实我们程序跑起来，大部分的其实都是操作在栈上，函数参数啊、函数调用导致的压栈出栈啊、局部变量啊，协程栈，这些如果也弄起写屏障，那么可想而知了，根本就不现实，复杂度和性能就是越不过去的坎。

继续看逃逸什么意思？就是内存分配到堆上。golang 可以在编译的时候使用 -m 参数支持把这个可视化出来：

$ go build -gcflags "-N -l -m" ./test_writebarrier0.go 
# command-line-arguments
./test_writebarrier0.go:13:18: funcAlloc0 a does not escape
./test_writebarrier0.go:14:17: new(BaseStruct) escapes to heap
./test_writebarrier0.go:17:18: funcAlloc1 b does not escape
./test_writebarrier0.go:19:18: funcAlloc1 new(BaseStruct) does not escape
./test_writebarrier0.go:23:13: new(Tstruct) escapes to heap
./test_writebarrier0.go:24:13: new(Tstruct) escapes t