性能优化及自动内存管理|青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第4天

自动内存管理

  • 动态内存
    • 程序在运行时根据需求动态分配的内存:malloc()
  • 自动内存管理(垃圾回收):由程序语言的运行时系统回收动态内存
    • 避免手动内存管理,专注于实现业务逻辑
    • 保证内存使用的正确性和安全性:double-free problem、user-after-free problem
  • 三个任务
    • 为新对象分配内存空间
    • 找到存活对象
    • 回收死亡对象的内存空间

性能优化与软件质量

  • 软件质量至关重要
  • 在保证接口稳定的前提下改进具体实现
  • 测试用例:覆盖尽可能多的场景,方便回归
  • 文档:做了什么,没做什么,能达到怎么样的效果
  • 隔离:通过选项控制是否开启优化
  • 可观测:必要的日志输出

追踪垃圾回收

  • 对象被回收的条件:指针指向关系不可达的对象
  • 标记根对象
    • 静态变量、全局变量、变量、线程栈等
  • 标记:找到可达对象
    • 求指针指向关系的传递闭包:从根对象出发,找到所有可达对象
  • 清理:所有不可达对象
    • 将存活对象复制到另外的内存空间(Copying GC)
    • 将死亡对象的内存标记为“可分配”(Mark-sweep GC)
    • 移动并整理存活对象(Make-compact GC)
  • 根据对象的生命周期,使用不同的标记和清理策略

引用计数

  • 每个对象都有一个与之关联的引用数目
  • 对象存活的条件:当且仅当引用数大于0
  • 优点
    • 内存管理的操作被平摊到程序执行过程中
    • 内存管理不需要了解runtime的实现细节:C++智能指针
  • 缺点
    • 维护引用计数的开销较大:通过原子操作保证对引用计数操作的原子性和可见性
    • 无法回收环形数据结构——week reference
    • 内存开销:每个对象都引入的额外内存空间存储引用数目
    • 回收内存时依然可能引发暂停

个人感想

通过这节课的学习,了解到自动内存管理的作用以及意义,认识到了内存管理的相关概念,并且对追踪垃圾回收有了一定的认识。