关于“最袖珍的垃圾回收器”的实现（分析）

 

 

 

麻痹的不会在优快云上贴图片，只好用文字来表达了

实际上，这个最简单的垃圾回收器的实现，我们只用关心，两个指针，以及一个结构，在我的代码中如下 

// 定义只在本文件中使用的静态变量，并初始化
static BYTE* m_begin = (BYTE*)HeaderSize;
static BYTE* m_end = (BYTE*)HeaderSize;

 

// 定义存储数据的数据结构
typedef struct MemBlock _MemBlock;

struct MemBlock
...{
    _MemBlock* pPrev;
    char buffer[BlockSize];
};

以及，为什么只有2个指针以及这一个结构，就可以完成GC的基本功能

一、初始化

由两个指针的初始化我们可以看出

// 定义一些只在本文件中使用的宏
#define HeaderSize  (sizeof(void*))

如果在32位的环境中 两个值都是4，为什么这样？先不管他，从这里我们至少可以看出一个情况

m_end-m_begin == 0 ，也就是说 最开始的时候，用户这时候可使用的内存为0

可以先记住 m_end-m_begin 指的是GC内部这时候可交给用户使用的内存大小！

二、GC内存的申请

当用户第一调用 gc_malloc 函数时，那么一定要进行新的内存的申请

这时候应该申请多大呢？

 这要看 BlockSize 的大小，当用户申请的内存大于我们定义的块大小时，那么为了能给用户一块连续的

内存，GC将按照用户的需要，重新申请足够的内存

 

        // 这里根据用户用户请求的内存块的大小
        // 来判断是使用默认块大小还是开辟足够的内存    
        if(cb >= BlockSize)    
        ...{
             pNewMemBlock = (_MemBlock*)malloc(HeaderSize + cb);
        }

 

        else
        ...{
            // 这里开辟的内存的大小为_MemBlock
            // 即 sizeof(_MemBlock *) + BlockSize
            // 也等于 HeaderSize + BlockSize
            // 则下面开辟内存也可以换成这句
            // _MemBlock* pNew = (_MemBlock*)malloc(HeaderSize + BlockSize);        
            pNewMemBlock = (_MemBlock*)malloc(sizeof(_MemBlock));
        }

之后，如果下一次用户申请内存时，GC内部有足够的内存给用户的话，将不再进行内存的申请，只需要移动m_end指针即可。

 三、两个指针在做什么

        // 重新设置m_begin指针，将 m_begin 指向新内存块的开始
        m_begin = pNewMemBlock->buffer;

第一次时，m_begin指向的是用户可用内存块的最开始的位置

之后呢？哈哈，其实之后也是这样，m_begin永远指向用户可使用的内存块的最开始的位置，并且m_begin-HeaderSize 这个地址（指针），指向了这个块（_MemBlock）这个数据结构的最开始的位置，也就是说我们可以通过m_begin得到每次申请的内存块的指针，也就是说 m_begin永远指向GC内部最后申请的内存块。

m_end

当GC内部不需要进行内存申请时，他始终在现有的内存块中进行移动，当GC内部进行内存申请时，m_end指向新内存块的尾部。并且无论GC内部申请了还是没申请内存，m_end始终指向一个内存地址，这个内存地址有足够的内存可以交给用户使用。

        // 将 m_end 指向新内存块的结尾处
        if(cb >= BlockSize)
            m_end = pNewMemBlock->buffer + cb;
        else
            m_end = pNewMemBlock->buffer + BlockSize;

 

    // 将 m_end 从后向前移动 cb 个字节
    // 并将这一段内存交给用户使用
    m_end -= cb;

    return m_end;

 四、两个指针怎么就能实现，所有的内存块的管理呢？

实际上这里使用的存储结构跟链表有点相似，但并不是典型的链表

// 定义存储数据的数据结构
typedef struct MemBlock _MemBlock;

typedef struct MemBlock
...{
    _MemBlock* pPrev;
    char buffer[BlockSize];
};

这个数据结构中 pPrev 的值的改变，是在下一次，GC内部进行内存申请时才被改变的

        // 将新内存块的链指针指向之前的内存块
        pNewMemBlock->pPrev = pNowHeader;

        // 重新设置m_begin指针，将 m_begin 指向新内存块的开始
        m_begin = pNewMemBlock->buffer;

总结：

用户在使用这个GC时，实际上始终在跟m_end打交道，m_end这个指针，提供给用户内存的访问能力

m_begin 这个指针 指向正在使用的内存快数据结构中 buffer 最开始

这个GC使用的数据结构是一个类似链表的数据结构，但对这个链表的操作，却比链表更简单。