一句话定义
三色标记算法是一种 并发垃圾回收 策略，通过将对象分为三种颜色（黑、灰、白）来追踪对象的引用关系，从而实现一边运行程序一边回收内存。
核心工作流程
该算法将对象分为三色，本质是建立一个 “待处理队列”：
- 白色：潜在垃圾。标记结束仍为白色则回收。
- 灰色：活跃对象，但其引用的子对象尚未扫描。
- 黑色：活跃对象，且其引用的子对象已全部扫描。
标记步骤
- 初始状态：所有对象标记为 白色。
- 根扫描 (Root Scan)：在 STW 1 (Mark Setup) 阶段，从根对象（全局变量、栈变量）出发，将直接引用的对象标为 灰色。
- 迭代扫描：从灰色集合取出一个对象标为 黑色，并将其引用的所有子对象标为 灰色，直到灰色集合为空。
- 清理回收：回收所有白色对象。
为什么需要“灰色”？灰色是并发标记的 中间缓冲区。它确保了 GC 可以分步进行，而不会因为对象状态的瞬间改变而丢失追踪路径。
解决并发问题的关键：写屏障
为了防止并发修改导致活跃对象被误删，只要满足以下 任意一种 不变性，就能保证标记的正确性：
- 强三色不变性：不允许黑色引用白色（源头切断）。
- 弱三色不变性：黑色可引用白色，但该白色必须有灰色对象保护（路径可达）。
知识扩展
- STW (Stop The World)：三色标记虽然是并发的，但在开启和关闭写屏障时仍需短暂暂停程序。
- 根对象 (Root Set)：包括全局变量、Goroutine 栈上的指针、寄存器中的指针等。
- 内存碎片：标记清除算法本身不移动对象，可能产生内存碎片，Go 通过分级分配（mspan）来缓解此问题。