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

1. 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。

自动内存管理:垃圾回收,由程序语言的运行时系统管理动态内存。

GC的三个任务

  • 为新对象分配空间
  • 找到存活对象
  • 回收死亡对象的内存空间

Mutator:业务线程,分配新对象,修改对象指向关系

Collector:GC线程,找到存活对象,回收死亡对象的内存空间

Serial GC:只有一个collector

Parallel GC:支持多个collectors同时回收的GC算法

Concurrent GC:mutator(s) 和 collector(s) 可以同时执行

2. 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root对象:包括静态变量、全局变量、常量和线程栈等等;
  • 标记可达对象: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

3. 分代GC

分代假说:most objects die young

Intuition:很多对象在分配出来后很快就不再使用了(英年早逝)

每个对象都有年龄:经历过GC的次数

目的:对年轻和老年的对象,指定不同的GC策略,降低整个提内存管理的开销

不同年龄的对象处于heap的不同区域

年轻代

  • 常规的内存分配
  • 由于存活对象很少,可以采用copying GC
  • GC吞吐率很高

老年代

  • 对象趋向于一直活着,反复复制开销较大
  • 可以采用mark-sweep GC

4. 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>0

这样做的优点是:

  • 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(smart pointer)

这样做的缺点也是有的:

  • 维护引用计数的开销较大:通过原子操作保证对引用计数的原子性可见性
  • 无法回收环形数据结构——weak 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