【转载】关于垃圾回收机制
2024-07-21 02:17:19
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原作：software_young
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所谓垃圾回收机制，指的是内存和各种变量或者目标所使用内存的释放和回收机制。
软件的发展历史，就是软件不断庞大、人力逐渐难以控制和对开发人员的技术要求逐渐降低的历史。
早先的许多软件，都是用汇编语言写的，汇编是机器码的助记符方式，因此，用汇编编程，实际就是用机器码编程。它要求程序员对机器非常熟悉才行，否则很难编出能用的程序。
那时候的程序员首先要是铁算盘，需要对机器的运行状态完全成竹在胸，脑子里对cpu的各个寄存器的值，状态寄存器的状态，栈内的bp、sp，内存的分配和释放以及其他一些东西非常清楚才行。他掌握了机器（哪怕只是虚拟机）的全部资源的使用和释放，因此那时候，没有所谓的垃圾回收机制。程序员可以说就是高级机器人，他管理一切。
随着软件技术的发展，高级语言开始出现，软件也逐渐变得庞大起来，主要的高级语言都有了专门用于分配和释放内存和变量、目标（对于面向目标的编程语言来说）的函数或者功能。
程序员用它们来负责内存的分配和释放。但是逐渐地，高级机器人也感到难以应付了，于是出现了内存丢失的问题，就是内存分配后忘记释放了。
一般来说，操作系统记录了进程所使用的资源，在进程结束时释放这些资源。但是如果进程运行的时间很长，或者永不结束（主机和小型机经常是常年运行的），操作系统就没有机会来及时地释放这些资源，从而造成系统内存的丢失。系统内存的丢失积累到一定的程度，怪事就该出现了。
这个问题实际是人脑和电脑复杂度的比较问题。不幸的是，人脑注定要输给电脑（在某些方面）。这就要求系统提供一种机制来统一管理和回收垃圾。
不同语言和系统的垃圾回收机制是不同的。
c语言实际没有垃圾回收机制，一切依赖程序员和操作系统。如果编写的程序忘记释放内存而又长时间的运行，麻烦就来了。而如果编译器本身的库函数有问题，那就更可怕了。borland的c/c++编译器经常有这个问题，业界很多人都知道的，因此很少有人敢用它来做大的软件。
c++语言在类的析构函数中提供垃圾回收，由程序员决定释放那些资源，当程序调用某个类的析构函数时，垃圾回收工作执行并完成。这实际上任然是程序员控制的方式。
java则提供了独立的垃圾回收机制，它无需程序员的介入，由java虚拟机来决定何时进行垃圾回收。当然程序员在一定情况下可以强制垃圾回收机制立即工作，方法是调用system.gc下面的几个方法（具体查书）。
具体的实现分为两大部分，一部分是如何确定哪些是垃圾，另一部分是如何回收。
在第一部分中有两大类方法，第一种是所谓的引用计数法，引用计数为零的自然是垃圾了，这种方法很简单，但是无法处理相互引用的问题；第二种是所谓的顺藤摸瓜法，因为java所有的东西无非两大类，目标和非目标，目标存在堆中，非目标存在栈中，栈的先进后出方式决定了不会有垃圾问题，而所有的目标都是object的某代后代。从头摸起，就可以确定谁是好人（有人要的，有领导的），谁是坏蛋（没有人要的，没有领导的），将坏蛋处理就是了。
第二部分又分成两大类，同步和异步。
所谓同步就是在某一时刻所有的处理暂停，作垃圾回收，然后再继续暂停的处理。这种方法很简单，但是会造成系统性能的颠簸。
所谓异步就是分成两步走，先暂停处理，进行标记；然后将系统分区，按分区分别处理坏蛋，这种方法的好处是系统性能的颠簸会减少，缺点是由于同步的问题，可能放过坏人。
pc上一般使用同步的方法，因为pc上的应用一般不太大，系统颠簸的影响不大。as/400上一般使用异步的方法，和as/400的系统特点（多个子系统）相结合，可以将不足降到最小，当然as/400也可以使用同步的方法，这可以在websphere for as/400中进行设置。
.net的垃圾回收机制和java的非常相似，这里就不赘述了。
software_young 编辑于 2002-02-01 13:55
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