这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 13 天
相关概念
- 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管理动态内存。避免手动内存管理，专注实现业务逻辑；保证内存使用的正确性和安全性
- double-free problem
重复释放同一个对象
- use-after-free problem
使用一个已被释放的对象
自动内存管理相关概念
- 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
- Serial GC：串行GC，只有一个collector
- Paraller GC：并行GC，支持多个collectors同时回收
- Concurrent GC：并发GC，mutator和collector可以同时执行
GC算法和评价
- 安全性
不能回收存活的对象（基本要求）
-
吞吐率
1 - \frac{GC时间}{程序执行总时间}（花在GC上的时间）
- 暂停时间（业务是否感知）
- 内存开销（GC元数据开销）
追踪垃圾回收
对象回收的条件
指针指向关系不可达的对象
回收过程
- 标记根对象，包括静态变量，常量，线程栈等。
- 标记：找到可达对象。求指针关系的传递闭包：从根对象出发，找到所有可达对象
- 清理：回收所有不可达对象。
清理策略
根据对象的生命周期，使用不同的标记和清理策略
- Copying GC：将存活的对象复制到另外的内存空间。
- Mark-sweep GC：将死亡对象的内存标记为可分配。
- Mark-compact GC：移动并整理存活对象。
分代GC
分代假说
Most objects die young.很多对象在分配出来后很快就不再使用了。因此，对于刚分配的对象，需要更频繁的垃圾回收，对于存活时间长的对象，可以降低GC处理频率。
- 对象的年龄： 经历过GC的代数
- 目的：针对年轻的和年老的对象，制定不同的GC策略，降低整体内存管理的开销
- 不同年龄的对象处于heap的不同区域
年轻代
- 常规的对象分配
- 由于存活对象很少，可以采用copying collction
- GC吞吐率很高
老年代
- 对象趋向于一直活着，反复复制开销很大
- 可以采用mark-sweep collection
引用计数
- 每个对象都有一个与之关联的引用数目
- 对象存活的条件是当且仅且引用数大于
优点
- 内存管理的操作被平摊到执行的过程中
- 内存管理不需要了runtime的实现细节
缺点
- 维护引用计数的开销较大；通过原子操作保证引用计数的原子性和可见性。
- 无法回收环形数据结构（可通过weak reference解决）
- 内存开销较大，需要为每个对象引入额外的内存空间存储引用数目
- 回收内存时依然可能引发暂停
