【轉(zhuǎn)載】關(guān)于垃圾回收機(jī)制
2024-07-21 02:17:19
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原作：software_young
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所謂垃圾回收機(jī)制，指的是內(nèi)存和各種變量或者目標(biāo)所使用內(nèi)存的釋放和回收機(jī)制。
軟件的發(fā)展歷史，就是軟件不斷龐大、人力逐漸難以控制和對開發(fā)人員的技術(shù)要求逐漸降低的歷史。
早先的許多軟件，都是用匯編語言寫的，匯編是機(jī)器碼的助記符方式，因此，用匯編編程，實(shí)際就是用機(jī)器碼編程。它要求程序員對機(jī)器非常熟悉才行，否則很難編出能用的程序。
那時候的程序員首先要是鐵算盤，需要對機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)完全成竹在胸，腦子里對cpu的各個寄存器的值，狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，棧內(nèi)的bp、sp，內(nèi)存的分配和釋放以及其他一些東西非常清楚才行。他掌握了機(jī)器（哪怕只是虛擬機(jī)）的全部資源的使用和釋放，因此那時候，沒有所謂的垃圾回收機(jī)制。程序員可以說就是高級機(jī)器人，他管理一切。
隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，高級語言開始出現(xiàn)，軟件也逐漸變得龐大起來，主要的高級語言都有了專門用于分配和釋放內(nèi)存和變量、目標(biāo)（對于面向目標(biāo)的編程語言來說）的函數(shù)或者功能。
程序員用它們來負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配和釋放。但是逐漸地，高級機(jī)器人也感到難以應(yīng)付了，于是出現(xiàn)了內(nèi)存丟失的問題，就是內(nèi)存分配后忘記釋放了。
一般來說，操作系統(tǒng)記錄了進(jìn)程所使用的資源，在進(jìn)程結(jié)束時釋放這些資源。但是如果進(jìn)程運(yùn)行的時間很長，或者永不結(jié)束（主機(jī)和小型機(jī)經(jīng)常是常年運(yùn)行的），操作系統(tǒng)就沒有機(jī)會來及時地釋放這些資源，從而造成系統(tǒng)內(nèi)存的丟失。系統(tǒng)內(nèi)存的丟失積累到一定的程度，怪事就該出現(xiàn)了。
這個問題實(shí)際是人腦和電腦復(fù)雜度的比較問題。不幸的是，人腦注定要輸給電腦（在某些方面）。這就要求系統(tǒng)提供一種機(jī)制來統(tǒng)一管理和回收垃圾。
不同語言和系統(tǒng)的垃圾回收機(jī)制是不同的。
c語言實(shí)際沒有垃圾回收機(jī)制，一切依賴程序員和操作系統(tǒng)。如果編寫的程序忘記釋放內(nèi)存而又長時間的運(yùn)行，麻煩就來了。而如果編譯器本身的庫函數(shù)有問題，那就更可怕了。borland的c/c++編譯器經(jīng)常有這個問題，業(yè)界很多人都知道的，因此很少有人敢用它來做大的軟件。
c++語言在類的析構(gòu)函數(shù)中提供垃圾回收，由程序員決定釋放那些資源，當(dāng)程序調(diào)用某個類的析構(gòu)函數(shù)時，垃圾回收工作執(zhí)行并完成。這實(shí)際上任然是程序員控制的方式。
java則提供了獨(dú)立的垃圾回收機(jī)制，它無需程序員的介入，由java虛擬機(jī)來決定何時進(jìn)行垃圾回收。當(dāng)然程序員在一定情況下可以強(qiáng)制垃圾回收機(jī)制立即工作，方法是調(diào)用system.gc下面的幾個方法（具體查書）。
具體的實(shí)現(xiàn)分為兩大部分，一部分是如何確定哪些是垃圾，另一部分是如何回收。
在第一部分中有兩大類方法，第一種是所謂的引用計(jì)數(shù)法，引用計(jì)數(shù)為零的自然是垃圾了，這種方法很簡單，但是無法處理相互引用的問題；第二種是所謂的順藤摸瓜法，因?yàn)閖ava所有的東西無非兩大類，目標(biāo)和非目標(biāo)，目標(biāo)存在堆中，非目標(biāo)存在棧中，棧的先進(jìn)后出方式?jīng)Q定了不會有垃圾問題，而所有的目標(biāo)都是object的某代后代。從頭摸起，就可以確定誰是好人（有人要的，有領(lǐng)導(dǎo)的），誰是壞蛋（沒有人要的，沒有領(lǐng)導(dǎo)的），將壞蛋處理就是了。
第二部分又分成兩大類，同步和異步。
所謂同步就是在某一時刻所有的處理暫停，作垃圾回收，然后再繼續(xù)暫停的處理。這種方法很簡單，但是會造成系統(tǒng)性能的顛簸。
所謂異步就是分成兩步走，先暫停處理，進(jìn)行標(biāo)記；然后將系統(tǒng)分區(qū)，按分區(qū)分別處理壞蛋，這種方法的好處是系統(tǒng)性能的顛簸會減少，缺點(diǎn)是由于同步的問題，可能放過壞人。
pc上一般使用同步的方法，因?yàn)閜c上的應(yīng)用一般不太大，系統(tǒng)顛簸的影響不大。as/400上一般使用異步的方法，和as/400的系統(tǒng)特點(diǎn)（多個子系統(tǒng)）相結(jié)合，可以將不足降到最小，當(dāng)然as/400也可以使用同步的方法，這可以在websphere for as/400中進(jìn)行設(shè)置。
.net的垃圾回收機(jī)制和java的非常相似，這里就不贅述了。
software_young 編輯于 2002-02-01 13:55
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