垃圾回收与延续传递风格编程

最新推荐文章于 2025-09-11 13:39:13 发布

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#垃圾回收 # 延续传递风格 # CPS

27、用两空间停止 - 复制垃圾回收器替换空闲列表和标记 - 清除垃圾回收器。initheap(…) 函数必须分配两个堆空间（即之前两倍的内存），并且必须有两个堆指针 heapFrom 和 heapTo 分别对应两个堆空间，以及两个堆后指针 afterFrom 和 afterTo。当空闲列表分配指针和 from - 空间末尾之间没有足够的可用空间时，将执行垃圾回收。不再需要 markPhase 和 sweepPhase 函数。相反，垃圾回收器调用一个新函数 copyFromTo(int[] s, int sp)，该函数必须将所有存活的块从 from - 空间复制到 to - 空间。所有存活的块复制完成后，必须交换 heapFrom 和 heapTo 指针（以及 afterFrom 和 afterTo 指针），以便下一次分配在新的 from - 空间进行。垃圾回收完成后，空闲列表指针必须指向新的 from - 空间中的第一个未使用的字。你的 copyFromTo(int[] s, int sp) 函数必须考虑以下问题： • copyFromTo 函数不仅要将 from - 空间中某个地址的存活块复制到 to - 空间，还必须更新所有指向该块的引用。 • copyFromTo 函数必须恰好复制每个存活块一次，否则可能会复制一些数据结构并丢失共享。 • copyFromTo 函数必须能够识别何时已经将一个块从 from - 空间复制到了 to - 空间。

要实现上述需求，可按以下步骤操作：

实现 initheap(...) 函数，分配两个堆空间，设置 heapFrom 、 heapTo 、 afterFrom 和 afterTo 指针。
当 from-空间可用空间不足时，调用 copyFromTo(int[] s, int sp) 函数进行垃圾回收。
实现 copyFromTo(int[] s, int sp) 函数，该函数可使用递归辅助函数 word* copy(word* block) 来复制块并更新引用。具体实现如下：
- 对于 copy(word* block) 函数：如果块已复制，直接返回转发地址；若未复制，在 to-空间申请空间，复制块内容，设置转发指针，并递归处理和更新块的字段。
- copyFromTo(s, sp) 函数通过扫描抽象机器栈 s[0..sp] 调用 copy 函数，更新栈中引用。
复制完成后，交换 heapFrom 和 heapTo 指针（以及 afterFrom 和 afterTo 指针），并将 freelist 指针指向新的 from-空间的第一个未使用字。

为了让 copyFromTo 函数能识别块是否已复制，可使用转发指针：当块从 from-空间的 oldB 地址复制到 to-空间的 newB 地址后，将 from-空间中 oldB[1] 覆盖为新地址 newB 。通过判断 oldB[1] != 0 && !IsInt(oldB[1]) && inToHeap(oldB[1]) 来确定块是否已复制。

28、改进停止并复制垃圾回收器，以避免复制函数中的递归（这可能会使 C 栈溢出，就像递归标记函数一样）。可以简单地从复制函数中移除递归调用，并引入对 to - space 的迭代扫描。在 to - space 中维护一个额外的扫描指针，需满足以下不变性：扫描指针以下的每个块字段 toHeap[i] 都指向 to - space；也就是说，(1) toHeap[i] 最初指向的 from - space 中的块已被复制到 to - space，(2) toHeap[i] 处的引用已更新为指向该块的新位置。扫描指针可以对 to - space 进行一次遍历；当它赶上分配指针时，从 from - space 到 to - space 的复制就完成了。不需要递归，也不需要额外的内存。

可以通过以下步骤改进停止并复制垃圾回收器以避免复制函数中的递归：

从复制函数中移除递归调用。
引入对 to-space 的迭代扫描。
在 to-space 中维护一个额外的扫描指针，确保扫描指针以下的每个块字段 toHeap[i] 都指向 to-space，即 from-space 中相应块已复制到 to-space 且引用已更新。
让扫描指针遍历 to-space，当它赶上分配指针时，完成从 from-space 到 to-space 的复制。