Go (Golang) is a modern programming language developed by Google, which features a garbage collector (GC) to automatically manage memory allocation and deallocation. The garbage collector in Go aims to efficiently clean up memory and reduce latency for the program.

Go's garbage collector is a concurrent, tri-color mark-and-sweep collector with some unique optimizations. Here's a high-level overview of how it works:

1. Marking: The garbage collector starts by marking all objects in the memory as either reachable or unreachable. Reachable objects are those that can be accessed or referenced directly or indirectly by the program. Unreachable objects are those that can no longer be accessed by the program and are considered garbage.
2. Tri-color marking: Go's GC uses a tri-color mark-and-sweep algorithm, which divides objects into three categories: white, gray, and black. Initially, all objects are marked as white. As the GC starts, it marks the root objects (global variables, stack, and registers) as gray, meaning they are reachable but their children have not been marked yet. The algorithm then iteratively processes gray objects, marking their children as gray and turning the processed object black. This continues until there are no gray objects left, meaning all reachable objects have been marked.
3. Concurrent marking: Unlike traditional stop-the-world garbage collectors, Go's GC runs concurrently with the program. It employs write barriers to ensure that the mutator (the part of the program that modifies memory) doesn't interfere with the marking process. The garbage collector can run in the background while the program is executing, reducing the latency impact.
4. Sweeping: Once the marking phase is completed, the garbage collector moves to the sweeping phase. In this phase, the GC deallocates memory associated with white (unreachable) objects, returning it to the heap to be reused for future memory allocations. The sweeping process is incremental and interleaved with the program's execution, further minimizing latency.
5. Optimizations: Go's garbage collector has several optimizations to improve performance, such as:

* Size-segregated heap: Memory is divided into size classes, allowing the allocator to quickly find suitable memory blocks for allocation requests.
* Pacing: The GC adjusts its pace based on the rate of object allocation and the amount of available memory, balancing between lower latency and lower memory usage.
* Generational hypothesis: Go's GC utilizes a generational hypothesis, assuming that recently allocated objects are more likely to become unreachable sooner. The garbage collector can thus focus on newer objects, reducing the marking and sweeping overhead.

In summary, Go's garbage collector uses a concurrent, tri-color mark-and-sweep algorithm with various optimizations to efficiently manage memory allocation and deallocation. Its concurrent design helps minimize the impact on program latency, providing a balance between performance and memory management.
Go (Golang) เป็นภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ที่พัฒนาโดย Google ซึ่งมีตัวรวบรวมขยะ (GC) เพื่อจัดการการจัดสรรหน่วยความจำและการจัดสรรคืนโดยอัตโนมัติ ตัวรวบรวมขยะใน Go มุ่งหวังที่จะล้างหน่วยความจำอย่างมีประสิทธิภาพและลดเวลาแฝงของโปรแกรม ตัวรวบรวมขยะของ Go เป็นตัวรวบรวมแบบทำเครื่องหมายและกวาดสามสีพร้อมกันพร้อมการปรับแต่งพิเศษบางอย่าง ต่อไปนี้เป็นภาพรวมระดับสูงเกี่ยวกับวิธีการทำงาน: 1. การทำเครื่องหมาย: ตัวรวบรวมขยะจะเริ่มต้นด้วยการทำเครื่องหมายออบเจ็กต์ทั้งหมดในหน่วยความจำว่าสามารถเข้าถึงได้หรือไม่สามารถเข้าถึงได้ วัตถุที่เข้าถึงได้คือวัตถุที่โปรแกรมสามารถเข้าถึงหรืออ้างอิงได้โดยตรงหรือโดยอ้อม วัตถุที่ไม่สามารถเข้าถึงได้คือวัตถุที่โปรแกรมไม่สามารถเข้าถึงได้อีกต่อไปและถือเป็นขยะ 2. การทำเครื่องหมายสามสี: GC ของ Go ใช้อัลกอริธึมการทำเครื่องหมายและกวาดแบบสามสี ซึ่งแบ่งวัตถุออกเป็นสามประเภท: สีขาว สีเทา และสีดำ เริ่มแรก วัตถุทั้งหมดจะถูกทำเครื่องหมายเป็นสีขาว เมื่อ GC เริ่มต้น จะทำเครื่องหมายออบเจ็กต์รูท (ตัวแปรส่วนกลาง สแต็ก และรีจิสเตอร์) ให้เป็นสีเทา ซึ่งหมายความว่าสามารถเข้าถึงได้ แต่ลูก ๆ ยังไม่ได้ทำเครื่องหมายลูก ๆ ของพวกเขา จากนั้นอัลกอริธึมจะประมวลผลวัตถุสีเทาซ้ำๆ โดยทำเครื่องหมายลูกๆ นั้นเป็นสีเทาและเปลี่ยนวัตถุที่ถูกประมวลผลเป็นสีดำ สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งไม่มีวัตถุสีเทาเหลืออยู่ หมายความว่าวัตถุที่สามารถเข้าถึงได้ทั้งหมดถูกทำเครื่องหมายไว้ 3. การทำเครื่องหมายพร้อมกัน: Go's GC ต่างจากเครื่องเก็บขยะแบบหยุดโลกแบบดั้งเดิมที่ทำงานไปพร้อมกับโปรแกรม ใช้อุปสรรคในการเขียนเพื่อให้แน่ใจว่า mutator (ส่วนของโปรแกรมที่ปรับเปลี่ยนหน่วยความจำ) จะไม่รบกวนกระบวนการทำเครื่องหมาย ตัวรวบรวมขยะสามารถทำงานในพื้นหลังในขณะที่โปรแกรมกำลังดำเนินการ ซึ่งช่วยลดผลกระทบจากเวลาแฝง 4. การกวาด: เมื่อขั้นตอนการทำเครื่องหมายเสร็จสิ้น ตัวรวบรวมขยะจะย้ายไปยังขั้นตอนการกวาด ในขั้นตอนนี้ GC จะจัดสรรหน่วยความจำที่เกี่ยวข้องกับวัตถุสีขาว (ไม่สามารถเข้าถึงได้) โดยส่งคืนไปยังฮีปเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่สำหรับการจัดสรรหน่วยความจำในอนาคต กระบวนการกวาดจะเพิ่มขึ้นและสลับกับการทำงานของโปรแกรม ซึ่งช่วยลดเวลาแฝงให้เหลือน้อยที่สุด 5. การเพิ่มประสิทธิภาพ: ตัวรวบรวมขยะของ Go มีการเพิ่มประสิทธิภาพหลายประการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ เช่น: * ฮีปที่แยกขนาด: หน่วยความจำแบ่งออกเป็นคลาสขนาด ช่วยให้ผู้จัดสรรสามารถค้นหาบล็อกหน่วยความจำที่เหมาะสมสำหรับคำขอการจัดสรรได้อย่างรวดเร็ว * อัตราความเร็ว: GC ปรับความเร็วตามอัตราการจัดสรรออบเจ็กต์และจำนวนหน่วยความจำที่มีอยู่ โดยปรับสมดุลระหว่างเวลาแฝงที่ต่ำกว่าและการใช้หน่วยความจำที่ต่ำกว่า * สมมติฐานตามรุ่น: GC ของ Go ใช้สมมติฐานตามรุ่น โดยถือว่าวัตถุที่ได้รับการจัดสรรเมื่อเร็วๆ นี้มีแนวโน้มที่จะเข้าถึงไม่ได้เร็วกว่านี้ คนเก็บขยะจึงสามารถมุ่งเน้นไปที่วัตถุใหม่ ๆ ลดการทำเครื่องหมายและกวาดล้างค่าใช้จ่าย โดยสรุปแล้ว ตัวรวบรวมขยะของ Go ใช้อัลกอริธึมการทำเครื่องหมายและกวาดสามสีพร้อมกันพร้อมการปรับแต่งต่างๆ เพื่อจัดการการจัดสรรหน่วยความจำและการจัดสรรคืนอย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบไปพร้อมกันช่วยลดผลกระทบต่อเวลาแฝงของโปรแกรม ให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและการจัดการหน่วยความจำ
spam fails_task lang_mismatch pii not_appropriate hate_speech sexual_content quality toxicity humor helpfulness creativity violence