Illustration created for “A Journey With Go”, made from the original Go Gopher, created by Renee French.
這篇文章基於 Go 1.13 版本。有關記憶體管理的討論在我的文章 ”Go:記憶體管理與分配 ” 中有解釋。
清理記憶體是一個過程，它能夠讓 Go 知道哪些記憶體段最近可用於分配。但是，它並不會使用將位置 0 的方式來清理記憶體。
將記憶體置 0
將記憶體置 0 的過程 —— 就是把記憶體段中的所有位賦值為 0 —— 是在分配過程中即時執行的。
Zeroing the memory
但是，我們可能想知道 Go 採用什麼樣的策略去知道哪些物件能夠用於分配。由於在每個範圍內有一個內部點陣圖 allocBits ，Go 實際上會追蹤那些空閒的物件。讓我們從初始態開始來回顧一下它的工作流程，
Free objects tracking with allocBits
就效能角度來看，allocBits 代表了一個初始態並且會保持不變，但是它會由 freeIndex（一個指向第一個空閒位置的增量計數器）所協助。
然後，第一個分配就開始了：
Free objects tracking with allocBits
freeIndex 現在增加了，並且基於 allocBits 知道了下一段空閒位置。
分配過程將會再一次出現，之後， GC 將會啟動去釋放不再被使用的記憶體。在標記期間，GC 會用一個點陣圖 gcmarkBits 來跟蹤在使用中的記憶體。讓我們通過我們執行的程式以相同的示例為例，在第一個塊不再被使用的地方。
Memory tracking during the garbage collector
正在被使用的記憶體被標記為黑色，然而當前執行並不能夠到達的那些記憶體會保持為白色。
有關更多關於標記和著色階段的資訊，我建議你閱讀我的這篇文章 Go：GC 是如何標記記憶體的？ 現在，我們可以使用
gomarkBits精確檢視可用於分配的記憶體。Go 現在也使用gomarkBits代替了allocBits，這個操作就是記憶體清理：
Sweeping a span
但是，這必須在每一個範圍內執行完畢並且會花費許多時間。Go 的目標是在清理記憶體時不阻礙執行，併為此提供了兩種策略。
清理階段
Go 提供了兩種方式來清理記憶體：
- 使用一個工作程式在後臺等待，一個一個的清理這些範圍。
- 當分配需要一個範圍的時候即時執行。
關於後臺工作程式，當開始執行程式時，Go 將設定一個後臺執行的 Worker（唯一的任務就是去清理記憶體），它將進入睡眠狀態並等待記憶體段掃描：
Background sweeper
通過追蹤過程的週期，我們也能看到這個後臺工作程式總是出現去清理記憶體：
Background sweeper
清理記憶體段的第二種方式是即時執行。但是，由於這些記憶體段已經被分發到每一個處理器的本地快取 mcache 中，因此很難追蹤首先清理哪些記憶體。這就是為什麼 Go 首先將所有記憶體段移動到 mcentral 的原因。
Spans are released to the central list
然後，它將會讓本地快取 mcache 再次請求它們，去即時清理：
Sweep span on the fly during allocation
即時掃描確保所有記憶體段在儲存資源的過程中都會得到清理，同時會儲存資源以及不會阻塞程式執行。
與 GC 週期的衝突
正如之前看到的，由於後臺只有一個 worker 在清理記憶體塊，清理過程可能會花費一些時間。但是，我們可能想知道如果另一個 GC 週期在一次清理過程中啟動會發生什麼。在這種情況下，這個執行 GC 的 Goroutine 就會在開始標記階段前去協助完成剩餘的清理工作。讓我們舉個例子看一下連續呼叫兩次 GC，包含數千個物件的記憶體分配的過程。
Sweeping must be finished before a new cycle
但是，如果開發者沒有強制呼叫 GC，這個情況並不會發生。在後臺執行的清理工作以及在執行過程中的清理工作應該足夠多，因為清理記憶體塊的數量和去觸發一個新的週期（譯者注：GC 週期）的所需的分配的數量成正比。
作者：Vincent Blanchon 譯者：sh1luo 校對：polaris1119