垃圾回收かいしゅう (計算けいさん機き科學かがく)

  提示ていじ：此条目め页的主ぬし题不是ぜ垃圾回收かいしゅう。

在ざい計算けいさん機き科學かがく中ちゅう，垃圾回收かいしゅう（英語えいご：Garbage Collection，縮寫しゅくしゃ為ためGC）是ぜ指ゆび一いち種しゅ自動的じどうてき記憶きおく體たい管理かんり機き制せい。当とう某ぼう个程序じょ占うらない用よう的てき一部分内存空间不再被这个程序访问时，这个程ほど序じょ会かい借か助じょ垃圾回收かいしゅう算法さんぽう向こう操作そうさ系けい统归还这部分ぶぶん内ない存そん空そら间。垃圾回收かいしゅう器き可か以减轻程式しき員いん的てき負擔ふたん，也減少げんしょう程ほど序じょ中ちゅう的てき错误。垃圾回收かいしゅう最早もはや起源きげん于LISP语言。目前もくぜん許多きょた語ご言げん如Smalltalk、Java、C#、Go和わD语言都と支援しえん垃圾回收かいしゅう器き。

原理げんり

垃圾回收かいしゅう器き有ゆう兩個りゃんこ基本きほん的てき原理げんり：

1. 考慮こうりょ某ぼう個物こぶつ件けん在ざい未来みらい的てき程ほど式しき執行しっこう中ちゅう，將はた不ふ會かい被ひ存そん取と。
2. 回收かいしゅう這些物件ぶっけん所しょ占うらない用よう的てき記憶きおく體たい。

分ぶん类

收集しゅうしゅう器き实现

引用いんよう计数收集しゅうしゅう器き

主しゅ条目じょうもく：引用いんよう计数

最早もはや的てき也是最さい简单的てき垃圾回收かいしゅう实现方法ほうほう，这种方法ほうほう为占用よう物理ぶつり空そら间的对象附加ふか一いち个计数すう器き，当とう有ゆう其他对象引用いんよう这个对象时计数すう器き加か一いち，反たん之の引用いんよう解除かいじょ时减一いち。这种算法さんぽう会かい定期ていき检查尚ひさし未み被ひ回收かいしゅう的てき对象的てき计数器き，为零的てき话则回收かいしゅう其所占うらない物理ぶつり空そら间，因いん为此时的对象已やめ经无法ほう访问。这种方法ほうほう无法回收かいしゅう循环引用いんよう的てき存そん储对象ぞう。

跟踪收集しゅうしゅう器き

主しゅ条目じょうもく：追つい踪垃圾回收かいしゅう

近きん现代的てき垃圾回收かいしゅう实现方法ほうほう，这种算法さんぽう会かい定期ていき遍へん历它管理かんり的てき内ない存そん空そら间，从若干じゃっかん根ね储存对象开始查找与之の相あい关的存そん储对象ぞう，然しか后きさき标记其余的てき没ぼつ有ゆう关联的てき存そん储对象ぞう，最さい后きさき回收かいしゅう这些没ぼつ有ゆう关联的てき存そん储对象ぞう占うらない用よう的てき内ない存そん空そら间。

回收かいしゅう算法さんぽう

基もと于其标记和わ回收かいしゅう行ぎょう为，又また分ぶん为若干じゃっかん细致方法ほうほう。

标记－清しん除じょ

先さき暂停整せい个程序じょ的てき全部ぜんぶ运行线程，让回收かいしゅう线程以单线程进行扫描标记，并进行ぎょう直接ちょくせつ清きよし除じょ回收かいしゅう，然しか后きさき回收かいしゅう完成かんせい后きさき，恢复运行线程。這樣会かい产生大量たいりょう的てき空そら闲空间碎片へん，和わ使し大だい容量ようりょう对象不ふ容易ようい获得连续的てき内ない存そん空そら间，而造成ぞうせい空そら间浪费。

标记－压缩

和かず“标记－清しん除じょ”相似そうじ，不同ふどう的てき是ぜ，回收かいしゅう期き间同时会将しょう保留ほりゅう的てき存そん储对象ぞう搬运汇集到いた连续的てき内ない存そん空そら间，从而整合せいごう空そら闲空间，避免内ない存そん碎片さいへん化か。

复制

需要じゅよう程ほど序じょ将しょう所しょ拥有的てき内ない存そん空そら间分成なり两个部分ぶぶん。程ほど序じょ运行所しょ需的存そん储对象ぞう先さき存そん储在其中一いち个分区く（定てい义为“分ぶん区く0”）。同どう样暂停整せい个程序じょ的てき全部ぜんぶ运行线程，进行标记后きさき，回收かいしゅう期き间将保留ほりゅう的てき存そん储对象ぞう搬运汇集到いた另一个分区く（定てい义为“分ぶん区く1”），完成かんせい回收かいしゅう，程ほど序じょ在ざい本ほん次じ回收かいしゅう后きさき将しょう接せっ下か来らい产生的てき存そん储对象ぞう会かい存そん储到“分ぶん区く1”。在ざい下した一いち次じ回收かいしゅう时，两个分ぶん区く的てき角かく色しょく对调。

这种方式ほうしき非常ひじょう简单，但ただし是ぜ因いん为只有ゆう一いち个“半はん空そら间”（semi-space）被ひ用よう于分配ぶんぱい对象，内ない存そん使用しよう相しょう较于其他算法さんぽう是ぜ其两倍ばい。这种技わざ术也叫さけべ做“停止ていし并复制せい”。Cheney算法さんぽう是ぜ改あらため进的半はん空そら间分配ぶんぱい器き。

增量ぞうりょう回收かいしゅう器き

需要じゅよう程ほど序じょ将しょう所しょ拥有的てき内ない存そん空そら间分成なり若干じゃっかん分ぶん区く。程ほど序じょ运行所しょ需的存そん储对象ぞう会かい分布ぶんぷ在ざい这些分ぶん区く中ちゅう，每次まいじ只ただ对其中ちゅう一个分区进行回收操作，从而避免暂停所有しょゆう正ただし在ざい运行的てき线程来らい进行回收かいしゅう，允まこと许部分ぶぶん线程在ざい不ふ影かげ响回收かいしゅう行ぎょう为下保持ほじ运行，并且降くだ低てい回收かいしゅう时间，增加ぞうか程ほど序じょ响应速度そくど。

分ぶん代だい

由よし于“复制”算法さんぽう对于存そん活かつ时间长，大だい容量ようりょう的てき储存对象需要じゅよう耗费更さら多た的てき移うつり动时间，和わ存在そんざい储存对象的てき存そん活かつ时间的てき差さ异。需要じゅよう程ほど序じょ将しょう所しょ拥有的てき内ない存そん空そら间分成なり若干じゃっかん分ぶん区く，并标记为年ねん轻代空そら间和年ねん老ろう代だい空そら间。程ほど序じょ运行所しょ需的存そん储对象ぞう会かい先さき存そん放ひ在ざい年とし轻代分ぶん区く，年ねん轻代分ぶん区会くかい较为频密进行较为激げき进垃圾回收かいしゅう行ぎょう为，每次まいじ回收かいしゅう完成かんせい幸こう存そん的てき存そん储对象ぞう内ない的てき寿命じゅみょう计数器き加か一いち。当年とうねん轻代分ぶん区く存そん储对象ぞう的てき寿命じゅみょう计数器き达到一定阈值或存储对象的占用空间超过一定阈值时，则被移うつり动到年ねん老ろう代だい空そら间，年ねん老ろう代だい空そら间会较少运行垃圾回收かいしゅう行ぎょう为。一般いっぱん情じょう况下，还有永久えいきゅう代だい的てき空そら间，用よう于涉及程序じょ整せい个运行ぎょう生命せいめい周期しゅうき的てき对象存そん储，例れい如运行ぎょう代だい码、数かず据すえ常つね量りょう等とう，该空间通常つうじょう不ふ进行垃圾回收かいしゅう的てき操作そうさ。 通つう过分代だい，存そん活かつ在ざい局限きょくげん域いき，小しょう容量ようりょう，寿命じゅみょう短たん的てき存そん储对象ぞう会かい被ひ快速かいそく回收かいしゅう；存そん活かつ在ざい全局ぜんきょく域いき，大だい容量ようりょう，寿命じゅみょう长的存そん储对象ぞう就较少しょう被ひ回收かいしゅう行ぎょう为处理り干ひ扰。

現今げんこん的てきGC（如Java和わ.NET）使用しよう分ぶん代だい收集しゅうしゅう（generation collection），依よ照あきら物件ぶっけん存そん活かつ時間じかん的てき長短ちょうたん使用しよう不同ふどう的てき垃圾收集しゅうしゅう演算えんざん法ほう，以達到いた最さい好このみ的てき收集しゅうしゅう效能こうのう。

以Java為ため例れい，由よし内ない存そん管理かんり程ほど序じょ管理かんり的てき堆うずたか可か以切割わり成なり為ため两個部分ぶぶん：

1. Young：
   1. Eden：存そん放ひ新しん生物せいぶつ件けん。
   2. Survivor：存そん放ひ經過けいか垃圾回收かいしゅう沒ぼつ有ゆう被ひ清きよし除じょ的てき物件ぶっけん。
   3. semi-Spaces：和かずSurvivor做Copying collection。
2. Tenured：物件ぶっけん多た次つぎ回收かいしゅう沒ぼつ有ゆう被ひ清きよし除じょ，則のり移うつり到いた該區塊かたまり。

JVM对不同ふどう的てき世代せだい使用しよう不同ふどう的てきGC演算えんざん法ほう。

1. Minor collection：

   YOUNG世代せだい使用しよう將はたEden還かえ有ゆうSurvivor內的資料しりょう利用りようsemi-space做複製せい收集しゅうしゅう（Copying collection），

   並なみ將はた原本げんぽんSurvivor內經過多かた次じ垃圾收集しゅうしゅう仍然存そん活かつ的てき物件ぶっけん移動いどう到いたTenured。

2. Major collection則そく會かい進行しんこうMinor collection，Tenured世代せだい則そく進行しんこう標記ひょうき壓縮あっしゅく收集しゅうしゅう。

實み作さく

GC机つくえ制せい可か以是由よし程ほど式しき語ご言げん本身ほんみ提供ていきょう的てき功こう能のう（如Java、C#），也可以是程ほど序じょ语言以外いがい的てき第だい三さん方ぽう函はこ式しき庫こ。例れい如貝かい姆垃圾收集しゅうしゅう器き就是一いち種しゅ可か支援しえんC/C++語かたり言げん的てき自動じどう記憶きおく體たい管理かんり工具こうぐ。

参まいり见

• 内うち存そん管理かんり
• 约翰·麦むぎ卡锡