Garbage Collection | 引用计数算法

最新推荐文章于 2023-08-18 20:08:08 发布

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最新推荐文章于 2023-08-18 20:08:08 发布 · 1.2w 阅读

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#算法 #技术

时隔半个月了，距离上一次更新博文后，个人技术方向遇到瓶颈，失去研究方向后的感觉确实不好受。在一次偶然的问答中，发现自己对gc技术算法甚是模糊，总算找回了一点目标。

引用计数算法

这是一个比较直接的算法，其基本手段是为每一个单元计算指向它的引用（来自其他活动单元或者根）的数量【Collins，1960】.它的优点在于能够非常简单的判断单元是否正在使用。它还天生是一个渐进式的技术，能够将内存管理的开销分布到整个程序之中。基于引用计数的算法被许多语言和应用所采纳，例如，面向对象语言Smalltalk的早期版本，InterLisp与Adobe Photoshop。许多操作系统（如UNIX）也用这一方法来判断一个文件是否可以被删除。
从本质上来说，基于引用计数算法的垃圾收集器的工作策略。与那些基于追踪的垃圾收集器完全不同。每个单元都有一个额外的域，存放引用计数值。内存管理器必须为每一个单元维护引用计数值，使其等于指向该单元的指针的数量。首先，这一算法把所有的单元放在一个自由单元池里，这个池的实作常常是一个链表，连同一个指向链表表头的指针。当然，我们不一定非得为此专门增加一个next域（每个单元有一个指针域，简称next域，所有单元通过此链接成一条长链）。通常，它与保存引用计数值的域是同一个域—-自由单元并不需要明确的引用计数值。或者，我们也可以使用单元中某个保存用户数据的域。

1.0 简单引用计数算法

自由单元的引用计数值为0，当一个新单元从池中被分配的时候，它的引用计数值被设为1.每次有一个指针被设为指向这一单元时，该单元的计数值加1；而每次删除某个指向它的指针时，它的计数值减1。如果单元的计数值降为0，引用计数不变式告诉我们不再存在指向该单元的指针。更进一步，由于这个单元的位置被“丢失”，因此，也就不存在任何手段重新建立与这个单元的联系。程序已经不再需要这个单元，可以将其放回自由单元的列表了。

现在，让我们仔细地看一下这个算法。allocate是作为一个堆中分配空间的通用机制。在这里，它从自由链表中弹出第一个元素。New从自由链表中取出一个新单元，先把它的引用计数值置1，然后将