GC算法实践(二) 对象标记、复制算法

上一篇文章中，我们实现了自定义分配内存，有了这个基础，我们可以开发垃圾回收算法了。GC算法有很多种，如引用计数法、标记-清除算法、复制算法、分代回收算法等，也有综合运用几种算法的。PHP用到了引用计数算法，Java用到了复制算法和分代回收算法。由于引用计数算法需要频繁更新引用计数，目前暂不研究；标记-清除算法则因为清除后造成大量内存碎片不好管理，目前只研究标记（标记出活动对象）；复制算法是本篇研究的重点。

1.标记-清除算法、复制算法简介

1.1 根对象

首先需要理解一个基本概念：根对象。根对象是程序中可以直接访问到的对象，比如：

有两个对象a，a有成员b，访问对象a直接用a就行，而访问对象b需要通过a->b，那么对象a就是根对象，对象b由于只能通过a->b来访问，所以不是根对象。

根对象可以是全局变量、函数调用栈上的变量等。

1.2 标记-清除算法

标记-清除算法的大致思想如下：

标记阶段：遍历根对象及其引用的对象。假设每个对象都有个标记位flag，对根对象集合中的每个根对象，从根对象出发，对可以访问到的每个对象的标记位flag设为1（活动对象）。

清除阶段：遍历堆，将非活动对象所占空间设为可用。遍历堆，将标记位flag等于0的对象（即垃圾）所占据的空间设为可用。

标记-清除算法的清除阶段 后，产生很多内存碎片，管理比较麻烦。

1.3 复制算法

复制算法的大致思想如下：

把给对象分配内存的堆(heap)分成大小相等的两部分，或者申请2块大小相同的堆，其中一个堆称为From空间，另一个称为To空间。

首次给对象分配内存时，活动堆为From空间，从From空间分配；触发GC时，采用标记-清除算法中的标记算法遍历活动对象，把活动对象复制到To空间，然后就把To空间当做当前活动堆。To空间满触发GC时，把活动对象复制到From空间，如此交替进行。

复制算法的缺点是内存空间利用效率低，只有50%。

2.标记对象

先构建一个测试场景，代码如下：

Object *root[2]; // simulate root objects collection

void test_alloc_memory() {
    Object *objects[6];
    int obj_len[6] = {
  3,2,4,2,3,2};
    int i;

    for(i=0; i<