轉載自【雨聲論壇】
原作：software_young

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所謂垃圾回收機制，指的是內存和各種變量或者目標所使用內存的釋放和回收機制。

軟件的發展歷史，就是軟件不斷龐大、人力逐漸難以控制和對開發人員的技術要求逐漸降低的歷史。

早先的許多軟件，都是用匯編語言寫的，匯編是機器碼的助記符方式，因此，用匯編編程，實際就是用機器碼編程。它要求程序員對機器非常熟悉才行，否則很難編出能用的程序。

那時候的程序員首先要是鐵算盤，需要對機器的運行狀態完全成竹在胸，腦子里對CPU的各個寄存器的值，狀態寄存器的狀態，棧內的BP、SP，內存的分配和釋放以及其他一些東西非常清楚才行。他掌握了機器（哪怕只是虛擬機）的全部資源的使用和釋放，因此那時候，沒有所謂的垃圾回收機制。程序員可以說就是高級機器人，他管理一切。

隨著軟件技術的發展，高級語言開始出現，軟件也逐漸變得龐大起來，主要的高級語言都有了專門用于分配和釋放內存和變量、目標（對于面向目標的編程語言來說）的函數或者功能。

程序員用它們來負責內存的分配和釋放。但是逐漸地，高級機器人也感到難以應付了，于是出現了內存丟失的問題，就是內存分配后忘記釋放了。

一般來說，操作系統記錄了進程所使用的資源，在進程結束時釋放這些資源。但是如果進程運行的時間很長，或者永不結束（主機和小型機經常是常年運行的），操作系統就沒有機會來及時地釋放這些資源，從而造成系統內存的丟失。系統內存的丟失積累到一定的程度，怪事就該出現了。

這個問題實際是人腦和電腦復雜度的比較問題。不幸的是，人腦注定要輸給電腦（在某些方面）。這就要求系統提供一種機制來統一管理和回收垃圾。

不同語言和系統的垃圾回收機制是不同的。

C語言實際沒有垃圾回收機制，一切依賴程序員和操作系統。如果編寫的程序忘記釋放內存而又長時間的運行，麻煩就來了。而如果編譯器本身的庫函數有問題，那就更可怕了。Borland的C/C++編譯器經常有這個問題，業界很多人都知道的，因此很少有人敢用它來做大的軟件。

C++語言在類的析構函數中提供垃圾回收，由程序員決定釋放那些資源，當程序調用某個類的析構函數時，垃圾回收工作執行并完成。這實際上任然是程序員控制的方式。

Java則提供了獨立的垃圾回收機制，它無需程序員的介入，由Java虛擬機來決定何時進行垃圾回收。當然程序員在一定情況下可以強制垃圾回收機制立即工作，方法是調用system.gc下面的幾個方法（具體查書）。

具體的實現分為兩大部分，一部分是如何確定哪些是垃圾，另一部分是如何回收。

在第一部分中有兩大類方法，第一種是所謂的引用計數法，引用計數為零的自然是垃圾了，這種方法很簡單，但是無法處理相互引用的問題；第二種是所謂的順藤摸瓜法，因為Java所有的東西無非兩大類，目標和非目標，目標存在堆中，非目標存在棧中，棧的先進后出方式決定了不會有垃圾問題，而所有的目標都是Object的某代后代。從頭摸起，就可以確定誰是好人（有人要的，有領導的），誰是壞蛋（沒有人要的，沒有領導的），將壞蛋處理就是了。

第二部分又分成兩大類，同步和異步。

所謂同步就是在某一時刻所有的處理暫停，作垃圾回收，然后再繼續暫停的處理。這種方法很簡單，但是會造成系統性能的顛簸。

所謂異步就是分成兩步走，先暫停處理，進行標記；然后將系統分區，按分區分別處理壞蛋，這種方法的好處是系統性能的顛簸會減少，缺點是由于同步的問題，可能放過壞人。

PC上一般使用同步的方法，因為PC上的應用一般不太大，系統顛簸的影響不大。AS/400上一般使用異步的方法，和AS/400的系統特點（多個子系統）相結合，可以將不足降到最小，當然AS/400也可以使用同步的方法，這可以在WebSphere for AS/400中進行設置。

.Net的垃圾回收機制和Java的非常相似，這里就不贅述了。


software_young 編輯于 2002-02-01 13:55
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