垃圾回收算法
业界常见的垃圾回收算法有以下几种：
- 引用计数：对每个对象维护一个引用计数，当引用该对象的对象被销毁时，引用计数减1，当引用计数器为0时回收该对象。
- 优点：对象可以很快地被回收，不会出现内存耗尽或达到某个阈值才返回。
- 缺点：不能很好的处理循环引用，而且实时维护引用计数，也有一定的代价。
- 代表语言：Python，PHP，Swift。
- 标记-清除：从根变量开始遍历所有引用的对象，引用的对象标记为“被引用”，没有被标记的进行回收
- 优点：解决了引用计数的缺点。
- 缺点：需要STW，即要暂停掉程序运行来进行标记。
- 代表语言：Golang（三色标记法）
- 分代收集：按照对象生命周期长短划分不同的代空间，生命周期长的放入老年代，而短的放入新生代，不同代有不能的回收算法和回收频率。
- 优点：回收性能好
- 缺点：算法复杂
- 代表语言：JAVA
golang垃圾回收
原理
垃圾回收的核心就是标记出哪些内存还在使用（被引用），哪些内存不再使用了（未被引用）。把未被引用的内存回收掉，以供后续继续使用。
如上图，垃圾回收就是从root对象开始扫描，把root对象引用的内存标记为“被引用”，考虑到内存块中存放的可能是指针，所以还需要递归进行标记，全部标记完成后，只保留被标记的内存，未被标记的全部标识为未分配即完成了回收。
内存标记
在内存分配原理中介绍了span数据结构，span中维护了一个个内存块，并由一个位图allocBits表示每个内存块的分配情况。在span数据结构中还有另外一个位图gcmarkBits用于标记内存块被引用的情况。
看上图，allocBits中记录每个块的分配情况，gcmarkBits中记录了每块内存标记情况。标记阶段对每块内存进行标记，有对象引用的内存标记为1，没有引用到的保持默认为0。
allocBits和gcmarkBits数据结构是完全一样的，标记结束就是内存回收，直接把allocBits指向gcmarkBits，那么标记过的就是存活的，就是已分配的块，gcmarkBits则会在下次标记的时候重新分配内存，非常巧妙。
三色标记法
这里的三色只是对应垃圾回收过程中对象的三种状态：
- 灰色：对象还在标记队列中等待。
- 黑色：对象已被标记，gcmarkBits对应的位为1（本次gc不会被清理）。
- 白色：对象未被标记，gcmarkBits对应的位为0（本次gc中被清理）。
现在就看一下gc的过程把，root变量是栈上分配的局部变量，刚开始内存中的对象状态如下：
初始的时候所有对象都是白色，然后开始扫描root对象a，b。由于a，b引用了A，B，所以A，B变为灰色对象。
接下来分析灰色对象，分析A时，A没有引用其他对象很快就转为了黑色，B引入了D，则B转入黑色的同时还要将D转为灰色，进行接下来的分析。
D转入黑色，并且D没有引用其他对象，所以没有新增的灰色对象，那么标记过程结束。
最终，黑色的对象会被保留下来，白色的对象会被回收掉。
stop the world
在垃圾回收的过程中，需要进行标记，而在标记的过程中需要保证内存没有发生变化，否则回收过程中指针传递引起内存引用关系变化，如果错误回收了还在使用的内存，结果将是灾难性的。
golang中的STW就是停掉所有的goroutine，专心做垃圾回收，待垃圾回收结束后再恢复goroutine。
STW时间的长短直接影响了应用的执行，时间过长对于一些web应用来说是不可接受的，这也是广为诟病的原因之一。不过golang对于优化垃圾回收算法，缩短STW的时间，也很大改善了这种情况。
垃圾回收优化
写屏障
STW目的是为了防止GC扫描的时候内存变化而停掉goroutine，而写屏障就是让goroutine与GC同时运行的手段。 虽然写屏障不能完全消除STW，但是可以大大减少STW的时间。
写屏障在GC的特定时机开启，开启后指针传递会把指针标记，即本轮不回收，下次GC时再确定。
GC过程中新分配的内存会被立即标记用的并不是写屏障技术，也即GC过程中分配的内存不会在本轮GC中回收。
辅助GC
为了防止内存分配过快，在GC执行过程中，如果goroutine需要分配内存，那么这个goroutine会参与这一部分GC的工作，即帮助GC做一部分工作，这个机制叫做Mutator Assist。
垃圾回收触发时机
内存分配量达到阈值触发GC
每次内存分配时都会检查当前内存分配量是否以达到阈值，如果达到阈值立即启动GC。
阈值=上次GC内存分配量 * 内存增长率
内存增长率由环境变量GOGC控制，默认为100，也就是每当内存扩大一倍时启动GC。
定期触发GC
默认情况下，最长2分钟触发一次GC，这个间隔在src/runtime/proc.go:forcegcperiod变量中声明：
var forcegcperiod int64 = 2 * 60 * 1e9手动触发GC
使用runtime.GC()来手动触发GC。主要用于GC性能测试和统计。
GC性能优化
GC性能与对象的数量负相关，对象越多GC性能越差，对程序影响越大。所以一个优化思路就是减少对象分配个数，比如对象复用或使用大对象组合多个小对象。
此外，由于内存逃逸现象，还有隐式的内存分配也会产生，也可能称为GC的负担。