压缩垃圾收集后确保“指针一致性”

Question

我想为运行时系统实现压缩垃圾收集器，该系统支持并行运行的多个线程，没有全局解释器锁。我的主要目标是实现简单性。可移植性不是一个重要的优先事项 - 我对只能在x86-64 Linux系统上运行的东西感到满意。

理想情况下，我希望我的记忆障碍就像mprotect()正在收集内容或移动到其他地方的页面一样简单。如果这导致mutator中的页面错误，则mutator必须等到垃圾收集周期完成 - 我将设置一个SIGSEGV处理程序来执行此操作。

但是，因为它是一个压缩收集器，当垃圾收集周期结束时，mutator试图操作的对象可能已被移动到其他位置。我需要一些方法来确保当mutator重新尝试操作对象时，它将使用对象的新内存地址，而不是旧内存地址。我该怎么做？

如果有帮助，这里是对象模型的描述。这个设计不是一成不变的，但它是一个很好的参考点。

内存分为正确对齐的64位字。每个对象都包含一个固定长度的标题（1个单词），后跟一个可变长度的主体。对象可以是标量或数组。

标量的标题词包含以下信息：

• 对象大小：对象正文中的单词数。不得超过48.（6位）
• 数组标志：始终为0.（1位）
• Alive flag：确定对象是否在下一个垃圾回收周期中存活。 （1位）
• 构造函数标记：垃圾收集器未使用。可用于标识代数数据类型的构造函数，因此也就是名称。 （8位）
• 指针标志：第i个指针标志确定第i个正文字是否是指向另一个对象的指针。 （48位）

数组的标题字包含以下信息：

• 元素大小：单个元素正文中的单词数。不得超过48.（6位）
• 数组标志：始终为1.（1位）
• Alive flag：确定数组的某些 slice （见下文）是否能够在下一个垃圾收集周期中存活。 （1位）
• 数组长度：数组中的元素数。 （56位）

数组的元素本身就是标量，必须有自己的标题字。数组元素的对象大小必须与数组的元素大小一致。

数组切片或仅切片是数组对象中的连续元素范围。指向切片的指针由三个单词组成：

• 指向正确数组对象的指针。
• 半开元素的端点范围[from,to)。

指向数组的指针不能孤立存在 - 它们必须始终是指向切片的指针的一部分。这种设计有一些实际的后果：

• 多个切片可以包含具有相同物理身份的元素。
• 获取切片的子切片是O(1)操作。
• 如果没有对它们的连续引用，则可以通过垃圾收集器截断或拆分数组。