自制脚本语言[8.1] GC的简单讨论

本文为想法草稿，并没有真实实践过。

GC 简介

GC就是垃圾回收器， 现代脚本语言基本上都是有GC的， 而现代编程语言中除了c/c++ 之外的其他大多数也都存在GC。

GC的好处：

• 不需要代码编写者关注和管理内存
• 基本上不会出现段错误的情况。

GC的坏处：

• 性能的降低
• 内存占用增大

实现方案考虑

在实现GC的时候， 基本上可以分成两个部分： 垃圾内存识别， 垃圾内存回收。

垃圾内存识别

目前常用的方法可能有两种： 引用计数， 可达性分析。

引用计数的含义是 给每个对象都添加一个引用计数的属性， 当其他对象引用了对象A的时候， A的引用计数就+1。 当引用计数为0的时候就表示对象A是一个垃圾对象， 可以进行回收。

引用计数的好处是：

• 实现简单

引用计数的坏处是：

• 如果垃圾对象中出现了循环引用， 则这一批对象都难以释放。

可达性分析则是分析一个对象是否被GC Roots 引用了， 如果被引用，则说明是活跃对象， 否则是垃圾对象。
GC Roots 可以是下面之一：

• 代码区
• 局部变量表 （程序栈）
• 全局变量表 （包括静态对象）
• 以及其他 。。

垃圾内存回收

简单的实现方法就是暂停所有字节码的执行， 专注于 垃圾对象识别， 识别之后就立即回收。

那么， 在何时暂停呢？ 可以考虑添加线程同步点， 步骤如下：

• 添加一个全局标记位 标记是否要进行GC。
• 如果需要进行GC， 那么在线程同步点的地方， 线程将暂停， 不会执行后面的字节码。
• 当所有线程都到达了同步点之后， 就开始GC操作， 等GC结束之后， 恢复字节码的执行。

线程同步点的添加位置可以是函数开始执行，或者执行结束， 循环开始的时候等。

更优化的方案可以是 使用异步的方式标记垃圾对象， 这样的话， 就会减少暂停的总时间。