Atitit。Time base gc 垃圾 资源 收集的原理与设计

Atitit。Time base gc 垃圾 资源 收集的原理与设计

 

1. MRC(MannulReference Counting手动 retain/release/autorelease语句1

2. 自动垃圾回收(GC)1

3. Arc ARC介于自动垃圾回收(GC)和手动内存管理之间。1

3.1. 从各种垃圾收集算法最基本的运行方式来说，大概可以分成三个类型： 1. 引用计数（reference counting）：1

3.2. 标记-清扫（mark-sweep）2

3.3. 3. 节点复制（copying）。 分代2

3.4. Attilax time base gc3

4. 二、GC是如何工作的3

5. 如何关联----wrap  file，network   socket4

6. 参考4

 

1. MRC(MannulReference Counting手动 retain/release/autorelease语句 

 

2. 自动垃圾回收(GC)

 

3. Arc ARC介于自动垃圾回收(GC)和手动内存管理之间。

 

ARC介于自动垃圾回收(GC)和手动内存管理之间。就像垃圾回收，ARC让程序员不再需要书写retain/release/autorelease语句。但它又不同于垃圾回收，ARC无法处理retaincycles。在ARC里，如果两个对象互相强引用（strong references）将导致它们永远不会被释放，甚至没有任何对象引用它们。 因此，尽管ARC能免去程序员大部分内存管理问题，但仍然要程序员自己避免retaincycles或手动打断对象之间的retain循环。 

 

作者:: 绰号:老哇的爪子 （ 全名：：Attilax Akbar Al Rapanui 阿提拉克斯 阿克巴 阿尔 拉帕努伊 ） 汉字名：艾龙，  EMAIL:[email protected]

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3.1.  从各种垃圾收集算法最基本的运行方式来说，大概可以分成三个类型：
1. 引用计数（reference counting）：

基本思路是为每个对象加一个计数器，记录指向这个对象的引用数量。每次有一个新的引用指向这个对象，计数器加一；反之每次有一个指向这个对象引用被置空或者指向其他对象，计数器减一。当计数器变为 0 的时候，自动删除这个对象。

引用计数的优点是 1）相对简单，不需要太多运行时（run-time）的支持，可以在原生不支持 GC 的语言里实现。2）对象会在成为垃圾的瞬间被释放，不会给正常程序的执行带来额外中断。它的死穴是循环引用，对象 A 包含一个引用指向对象 B ，同时对象 B 包含一个引用指向对象 A，计数器就抓瞎了。另外，引用计数对正常程序的执行性能有影响（每次引用赋值都要改计数器），特别是在多线程环境下（改计数器要加锁同步）。

 
现在仍然主要采用引用计数的例子有 Apple 的 ARC，C++ 新标准里的 std::shared_ptr。

3.2.  标记-清扫（mark-sweep）

。

基本思路是先按需分配，等到没有空闲内存的时候从寄存器和程序栈上的引用出发，遍历以对象为节点、以引用为边构成的图，把所有可以访问到的对象打上标记，然后清扫一遍内存空间，把所有没标记的对象释放。

标记-清扫没有无法处理循环引用的问题，不触发 GC 时也不影响正常程序的执行性能。但它的问题是当内存耗尽触发 GC 时，需要中断正常程序一段时间来清扫内存，在内存大对象多的时候这个中断可能很长。

采用或者部分采用标记-清扫的例子非常多，不一一列举了。

3.3. 3. 节点复制（copying）。 分代

基本思路是把整个内存空间一分为二，不妨记为 A 和 B。所有对象的内存在 A 中分配，当 A 塞满的时候，同样从寄存器和程序栈上的引用出发，遍历以对象为节点、以引用为边构成的图，把所有可以访问到的对象复制到 B 去，然后对调 A 和 B 的角色。

相对于标记-清扫，节点复制的主要缺点是总有一半空间空闲着无法利用，另一个比较隐晦的缺点是它使用内存的方式与现有的内存换页、Cache 换入换出机制有潜在的冲突。但它有个很大的优点： 所有的对象在内存中永远都是紧密排列的，所以分配内存的任务变得极为简单，只要移动一个指针即可。对于内存分配频繁的环境来说，性能优势相当大。另外，由于不需要清扫整个内存空间，所以如果内存中存活对象很少而垃圾对象很多的话（有些语言有这个倾向），触发 GC 造成的中断会小于标记-清扫。

 

 
根据一个统计学上的结论，如果一个内存对象在某次Mark过程中发现不是垃圾，那么它短期内成为垃圾的可能性就很小。分代收集将那些在多次垃圾收集过程中都没有被标记为垃圾对象的内存对象集中到另外一个区域——年老的区域，即这个区域中的内存对象年龄比较大。因为年老区域内内存对象短期内变成垃圾的概率很低，所以这些区域的垃圾收集频率可以降低，相对的，对年轻区域内的对象进行高频率的垃圾收集。这样可以提高垃圾收集的整体性能。

 

 

 

 ==== 基本算法介绍完毕的分割线 ====

以上三种基本算法各有优缺点，也各有许多改进的方案。目前工程实践上最为成功的方案应该要算分代（generational）垃圾收集。它的基本思路是这样的：程序中存在大量的临时对象，分配出来之后很快就会被释放，而同时如果一个对象分配出来之后相当长的一段时间内都没回收，那么极有可能它的生命周期很长，尝试收集它会是无用功。所以可以把内存有意识地按“对象年龄”分成若干块，不妨记为老中青（XD），所有的分配都在青代进行，青代塞满只对青代做 GC，然后把存活下来的对象移动到中代，直到中青代都塞满，再把存活下来下来的对象移动到老代 —— 这只是个思路上的例子，实践中分代式垃圾收集算法的方案五花八门，而且常常同时使用了不止一种基本算法（比如青代用节点复制，老代用标记清扫啥的）。

 

3.4. Attilax time base gc

 

4. 二、GC是如何工作的

GC的工作流程主要分为如下几个步骤：

1、标记(Mark)

2、计划(Plan)

3、清理(Sweep)

4、引用更新(Relocate)

5、压缩(Compact)

 

5. 如何关联----wrap  file，network   socket

 

我希望改进这一点，也就是说，那所有 gc 相关的数据集中在一起，整个收集过程，除了最终释放那些不再使用的内存外，不会碰用户数据块的内存。

gc 最重要的一点，就是要对堆栈上的数据进行关联。在收集发生时，堆栈上所有临时分配出来的内存块都不应该被释放掉。C 语言本身不提供堆栈遍历的特性，所以要想个自然的方案让用户可以方便的做到这点。

在用户的调用栈上，每个调用级上，临时分配的内存都被自然挂接在当前级别的堆栈挂接点上，一旦调用返回，当前级别的所有临时内存块都应该和根断开。当然，如果内存块作为返回值出现的话，需要保留。在 C 里，我们需要给每个函数的入口和出口都做一个监护，保证 gc 的正确工作。（如果是 C++ ，要稍微方便一点，在函数进入点设置一个 guard 对象即可）因为这个监护过程会非常频繁，对其的优化是重点工作。

 

 

6. 参考

各种编程语言的实现都采用了哪些垃圾回收算法？这些算法都有哪些优点和缺点？ - GC垃圾回收（计算机科学） - 知乎.html

垃圾回收机制GC知识再总结兼谈如何用好GC - JeffWong - 博客园.html （）imp

垃圾回收（GC）的三种基本方式 - 博客 - 伯乐在线.html