面试题：Go语言垃圾回收机制中三色标记法的基本原理是什么

Question

请详细阐述Go语言垃圾回收机制里三色标记法的三色分别代表什么，以及三色标记法是如何在垃圾回收过程中实现对象的标记和清理的。

Answer 1

三色含义

1. 白色：代表尚未被垃圾回收器访问到的对象。在垃圾回收开始阶段，所有对象默认都是白色。如果在垃圾回收结束时，某个对象仍为白色，那么这个对象就会被判定为垃圾，可以被回收。
2. 灰色：代表已经被垃圾回收器访问到的对象，但是这些对象引用的其他对象还没有被全部访问。灰色对象是垃圾回收器下一步要处理的对象集合。
3. 黑色：代表已经被垃圾回收器访问到，并且其引用的所有对象也都被访问过的对象。黑色对象在本轮垃圾回收中是安全的，不会被回收。

标记和清理过程

1. 初始化：在垃圾回收开始时，所有对象都是白色。根对象（例如全局变量、栈上的变量等）会被标记为灰色，放入待处理队列。
2. 标记阶段：
   • 垃圾回收器从灰色队列中取出一个灰色对象，将其标记为黑色。
   • 遍历该黑色对象引用的所有白色对象，将这些白色对象标记为灰色，并放入灰色队列。
   • 重复上述过程，直到灰色队列为空。此时，所有可达对象都被标记为黑色，而白色对象就是不可达对象（垃圾）。
3. 清理阶段：垃圾回收器会遍历堆内存，回收所有白色对象占用的内存空间，并将这些内存空间标记为可用，供后续程序分配使用。同时，将所有对象重新标记为白色，为下一次垃圾回收做准备。