垃圾回收-- 引用计数法

本文详细介绍了引用计数法在垃圾回收中的应用,包括其原理、更新操作过程、特点以及存在的问题。针对问题,提出了延迟引用计数法、Sticky引用计数法和1位引用计数法等优化方案,并讨论了部分标记-清除算法在处理循环引用时的作用和优势。

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引用计数法

引用计数法,最重要的就是计数器,记录有多少引用该对象

引用计数法与mutator 的执行密切相关,在mutator 的处理过程中通过增减计数器的值来进行内存管理, 在分配和更新对象时会发生计数的变化

更新操作过程:

  1. 对指针ptr 新引用的对象(obj)的计数器进行增量操作
  2. 对指针ptr 之前引用的对象(*ptr)的计数器进行减量操作
update_ptr(ptr, obj){
   inc_ref_cnt(obj)
   dec_ref_cnt(*ptr)
   *ptr = obj
}

注: 为了处理*ptr 和obj 是同一对象时的情况,向增加,后递减, 防止对象在发生位置改变时,还没有改变就已经被回收了

更新指针,可能会产生没有被任何程序引用的垃圾对象。引用计数法中会监督在更新指针的时候是否有产生垃圾,从而在产生垃圾时将其立刻回收

特点:

  1. 可即刻回收垃圾
  2. 最大暂停时间短 因为不用扫描全部堆,因此时间节省量
  3. 计数器值的增减处理繁重 严重依赖计数器
  4. 计数器需要占用很多位 假如我们用的是32 位机器,那么就有可能要让2 的32 次方个对象同时引用一个对象, 计数器有32 位大小
  5. 实现烦琐复杂 对于每次对象的变更都需要进行精确的维护, 否则会造成内存无法会回收, 即内存溢出
  6. 循环引用无法回收

改进:

  1. 延迟引用计数法

在延迟引用计数法中使用ZCT(Zero Count Table)。ZCT 是一个表,它会事先
记录下计数器值在dec_ref_cnt() 函数的作用下变为0 的对象, 因为计数器值为0 的对象不一定都是垃圾,所以暂时先将这些对象保留

在延迟引用计数法中,程序延迟了根引用的计数,将垃圾一并回收。通过延迟,减轻了
因根引用频繁发生变化而导致的计数器增减所带来的额外负担。当然也失去量垃圾即

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