垃圾收集 - 标记+扫描必须是单片/原子

Question

本讨论将使用micropython代码，但由于它非常简单，我希望它对mark + sweep

的一般性讨论有用。

Micropython使用垃圾收集，特别是标记和扫描;让我们来定义。

标记
在标记阶段，gc跟随内存引用，字面标记使用的内存块，表示它们可以从根块集中访问。

扫描
标记阶段完成后，清扫程序在整个堆上循环，如果使用了内存块但没有标记，则意味着代码无法访问它，因此它被释放了＃34;即标记为免费。在标记阶段标记的内存块已删除该标记。

当前的实现需要一个原子调用来执行又名gc的垃圾收集，但是我一直想知道是否可以将它分成多个调用而不是单片/原子调用

这有助于减少抖动：而不是一次大的时间命中，你会发出一堆较小的呼叫。 （此处不讨论您如何展开＆＃34; gc来电的实施细节......除非有人认为会增加讨论。）

如果gc正在运行＆＃34;在后台＆＃34; - 中间字节码或after pre-defined bytecodes - 然后在错误的点分配（或解除分配）可能导致竞争条件和堆损坏。在我们分解gc执行之前，我们必须确定可能的竞争条件。

可以执行的两个操作是：分配和释放。

分配

如果用户在标记或扫描阶段中间执行分配会发生什么？

让我们看一下具体的代码示例

>> var1 = SomeAllocation()

标记期间的分配
在上面的示例中，语句在REPL中执行，因此对字典的任何添加都将是全局字典，这是GC Roots中的条目。如果在扫描之前将一个条目添加到全局变量中，则不会出现任何错误＆＃34;发生：新内存块将标记，因为它应该是。

问题是如果在扫描之后修改了全局变量。在这种情况下，内存块不会标记，因此在扫描阶段，它将被视为“无法访问”＃34;并释放。 。 。即使它不应该。

扫描期间的分配
如果在清扫程序遍历内存中的该点之前分配了一个块，它将释放它，因为它没有来自标记阶段的特殊标记。如果在清扫程序遍历所述块之后分配了一个块，则不会发生任何不良情况。

解决方案

如果gc正在执行中，请将已分配的块标记为标记为。唯一的缺点是，如果您在相位扫描中进行分配，并且在扫描者检查了新分配的块后，您将使用标记为标记的块完成gc。除非用户明确释放它，否则如果无法访问，您需要经过额外的gc周期才能释放它。

但是有一个简单的解决方案：如果你在相位扫描期间进行分配，则检查清扫器的位置：如果要在其后面分配新块，则不要用<标记< strong>标记，否则，请使用标记对其进行标记，因为清扫工具会删除标记。这样，您就不会使用标有标记的块来退出gc。

取消分配

如果用户在标记或扫描阶段中间执行分配会发生什么？

标记期间的重新分配

如果在扫描引用（父）块之前块已释放，则不会发生任何事情。

如果某个区块已释放且其子级已经标记为，则我们会出现不一致的情况，因为只有标记为他们的父母也是标记（或父母是GC root）。结果是这些无法访问但标记的块在额外的gc周期之后才会被释放，因为已经标记，这些无父级但标记块不会通过相位扫描释放。

但是，我不认为这是一个问题，因为这与单片gc的情况不同。在单片gc中，您必须完成当前gc周期，然后用户会调用free(ptr)，然后该块的孩子将在下一个gc中被释放{1}}。堆在＃34;正确＆＃34;之前的时间量。国家不会改变。

扫描期间取消分配

如果一个块在清除器检查之前释放，则不会发生任何特殊情况。 免费操作会将目标区块的状态从标记为更改为免费，然后当清扫程序到达时。 。 。没什么可看的，只是一个免费区块。

如果清单检查后阻止释放，免费操作会将目标阻止状态从已用更改为自由

问题

我的分析是否正确：是否可以拆分标记+清除垃圾收集？

Answer 1

是的，这是可能的。

自版本1.4（2002）以来，Java有一个Concurrent Mark-Sweep (CMS)收集器。它与你描述的方式类似。

如果你运行Jython，我想你今天可以原生利用它。