【垃圾回收器】基于Go实现引用计数法（ReferenceCount）

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github:GCByGO

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What This?

现象

引用计数法是一种垃圾回收算法，用于跟踪对象被引用的次数。在该算法中，每个对象都会维护一个计数器，记录有多少个指针指向它。

当一个新指针引用一个对象时，该对象的计数器就会加1，当指针被释放时，对象的计数器就会减1。

当对象的计数器变为0时，说明该对象没有任何指针指向它，也就意味着该对象可以被回收。

引用计数法会定期扫描内存中的对象，并回收计数器为0的对象。

优缺点

• 优点（快）：引用计数法的优点是回收垃圾的时机可以很快，因为对象的计数器是在实时更新的。
• 缺点（循环引用）：是如果存在循环引用，即两个或多个对象互相引用，但是没有其他对象引用它们，那么这些对象的计数器永远不会变为0，也就无法回收它们，会导致内存泄漏。

因此，引用计数法通常需要与其他垃圾回收算法一起使用，以解决循环引用的问题。

举例

肯定有人没耐心看文字！不过谁叫我人心善呢，见不得你们这么痛苦。

计数器的构成其实很简单，就是只有计数器和域，

• 域：专门存放自身节点与其他节点的引用关系，即自己的指针->其他节点
• 计数器：统计被引用的次数
  

下面的两幅图就很形象了。

一开始我们创建了ABCD这四个节点，其中C被A引用

然后修改A->C变成A->B之后的结果如下;

你学废了吗？

实现

伪代码

update_ptr() 函数：用于更新指针 ptr，使其指向对象 obj，同时进行计数器值的增减。
注意：

这里的ptr有两重含义，意思就是如上图的修改A->C变成A->B涉及到的两个不同的指针。

另外要保证先增加后减少，这样就可以避免ptr和obj是同一个对象的情况所导致的被误删。

inc_ref_cnt() 函数：计数器增量操作。

dec_ref_cnt()函数：计数器减量操作。

GO实现

目录结构：

ReferenceCount
	|		|
	|	main.go
	|
	----->PKG
		   |
		   ------>allocate.go
		   ------>createData.go
		   ------>freeLinkedList.go
		   ------>object.go

链表freeLinkedList.go

定义了一个 FreeLinkedList 的数据结构，它是一个基于链表的数据结构，其中的节点被定义为 Node 结构体。链表的头节点是一个指向第一个节点的指针。

Node 结构体包含了一个 data 属性，用于存储节点的数据值，以及一个 next 属性，指向下一个节点。String() 方法实现了将节点的数据值格式化输出的功能。

type Node struct {
   
   
	data interface{
   
   }
	next *Node
}

type FreeLinkedList struct {
   
   
	head *Node
}

这个 FreeLinkedList 数据结构提供了以下几个方法：

• insertAtEnd：在链表的末尾插入一个新的节点，新节点的数据值是传入的参数。

func (list *FreeLinkedList) insertAtEnd(data interface{
   
   }) {
   
   
	newNode := &Node{
   
   data: data}
	if list.head == nil {
   
   
		list.head = newNode
	} else {
   
   
		current := list.head
		for current.next != nil {
   
   
			current = current.next
		}
		current.next = newNode
	}
}

• deleteNode：删除链表中的一个节点，被删除节点的数据值是传入的参数。

func (list *FreeLinkedList) deleteNode(data interface{
   
   }) {
   
   
	if list.head == nil {
   
   
		return
	}
	if list.head.data == data {
   
   
		list.head = list.head.next
		return
	}
	prev := list.head
	current := list.head.next
	for current != nil {
   
   
		if current.data == data {
   
   
			prev.next = current.next
			return
		}
		prev = current
		current = current.next
	}
}

• printLinkedList：打印整个链表，从头节点开始依次输出每个节点的数据值。

func (n *Node) String() string {
   
   
	return fmt.Sprintf("%v", n.data)
}

func (list