这是我参与「第三届青训营-后端场」笔记创作活动的的第1篇笔记

内存回收算法

引用计数算法

引用计数的原理为对于每一个对象，维护一个该对象的引用计数，当对象的引用计数为0时，可以通过gc回收对象的内存，但是该方法在并发时需要保证引用计数器的原子性，开销较大，并且存在着循环引用的问题。为了解决循环引用的问题，引入weak reference机制，类似于c++中的weak_ptr机制，weak_ptr指向一个shared_ptr对象，但并不会增加其引用计数，weak_ptr在不会对象造成任何影响，在对象未被释放时可以正常访问对象，释放后则不能访问对象。

作为一名c++程序员，c++语言不提供gc机制，在c++中内存分配主要分为三块：

全局变量、静态变量存储于静态存储区，其生命周期为整个程序运行时；
函数内部通过非new与malloc申请的局部变量，存在于栈上，生命周期为函数运行时；
通过new与malloc申请的变量，存在于堆上，需要通过程序调用delete与free手动释放，

但在c++11中引入了智能指针的数据结构，其能自己释放内存，不需要收到调用delete或free释放，具体实现如下：

#include "algorithm"
#include "iostream"
using namespace std;

template<typename T>
class shared_p{
private:
    unsigned int *count;
    T* ptr;
public:
    shared_p(T* p):ptr(p), count(new unsigned int(1)){}
    shared_p(const shared_p<T> &p):ptr(p.ptr), count(p.count){
        (*count)++;
    }
    shared_p(const T *p):ptr(p), count(new unsigned int(1)){}
    ~shared_p(){
        if(count != nullptr &&--(*count) == 0){
            delete count;
            delete ptr;
        }
    }
    unsigned int getCount(){
        return *(this->count);
    }
    shared_p<T>& operator= (const shared_p &p){
        if(this == &p)
            return *this;
        if(count != nullptr &&--(*count) == 0){
            delete count;
            delete ptr;
        }
        (*p.count)++;

        ptr = p.ptr;
        count = p.count;
        return *this;
    }

    T &operator*(){
        return *(this->ptr);
    }
    T *operator->(){
        return this->ptr;
    }
};

int main(){
    shared_p<string> p1(new string("hellow shared_ptr"));
    cout<<p1.getCount()<<endl;
    shared_p<string> p2(p1);
    cout<<p1.getCount()<<" "<<p2.getCount()<<endl;
    return 0;
}

追踪回收算法

追踪垃圾回收算法的机制类似于给内存的变量之间搭建一条路径，对于能够到达的路径则认为是不能回收的，对于不能到达的对象，则认为是需要回收的。算法流程如下：

标记静态变量、全局变量等作为路径的起始点
根据起始点，标记所有可到达点
回收不可到达点的内存

对于回收不可到达点内存则有三种算法：

Copying GC，将存活的对象复制到另一块空间中
Mark-sweep GC，将死亡对象的内存区域标记为可分配状态
Mark-compact GC，将存活对象整理到内存中的起始区域，剩下区域做为可分配空间。

分代GC

之前没有听过的一种垃圾回收算法。

该算法假设大多数的对象都是在分配出来之后就很快不再使用。于是我们记录每个对象经历gc过程的次数，根据gc次数的不同，对对象分为不同的类别，存放于内存不同区域，根据不同类别选择不同的gc算法。

对于gc次数少的对象，那么下一次其内存不再使用的可能性较大，因此大部分的对象都会消亡，只是少数存活，因此可以使用Copying GC的方法，

但对于gc次数较多的对象，下一次内存不再使用的可能性较小，因此大部分对象下一次也能存活，则可以采用Mark-sweep GC方法。

内联函数

众所周知，函数内联可以提高程序的运行效率，具体体现在函数内联之后程序会少一步函数调用的过程，则可以避免一些堆栈操作，提高程序效率，但同时函数内联会提高代码的数目，膨胀代码。

并且函数的内联是由编译器所决定，对于函数内部逻辑过于复杂的函数体则不会内联。

在c++中，inline关键字修饰的函数为内联函数，同时，对于一个类在声明时就定义好函数的成员函数也是内联函数，但具体是否内联还是取决于编译器的优化。

内存回收与函数内联 | 青训营笔记

内存回收算法

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追踪回收算法

分代GC

内联函数