memory-management - 垃圾收集器的替代品

Question

我想知道垃圾收集器的最佳替代方案，以及它的优缺点。我的首要任务是速度，内存不那么重要。如果有垃圾收集器不会暂停，请告诉我。

我正在研究一种安全的语言(即没有悬空指针、检查边界等的语言)，并且必须使用垃圾收集或其替代方法。

Answer 1

我怀疑 你最好坚持垃圾收集 (根据 JVM)除非您有充分的理由。现代 GC 非常快速、通用且安全。除非您可以设计您的语言以利用非常具体的特殊情况(如上述分配器之一)，否则您不太可能击败 JVM。

我现在认为反对现代 GC 的唯一真正令人信服的理由是 GC 暂停引起的延迟问题。这些很小，很少见，对于大多数用途来说并不是真正的问题(例如，我已经成功地用 Java 编写了 3D 引擎)，但是在非常紧张的实时情况下它们仍然会导致问题。

话虽如此，可能仍然存在一些特殊情况，其中不同的内存分配方案可能有意义，因此我在下面列出了一些有趣的选项:

是一种非常快速、专用的内存管理方法的示例。 “每帧”分配器 在很多游戏中使用。这是通过增加单个指针来分配内存来工作的，在一个时间段(通常是一个视觉“帧”)结束时，通过简单地将指针设置回基地址并在下一次分配中覆盖它们来一次性丢弃所有对象.这可能是“安全的”，但是对象生命周期的约束将非常严格。如果您能保证所有内存分配的大小都有限制并且仅对处理范围有效，那么您可能会成为赢家，例如单个服务器请求。

另一种非常快速的方法是使用 专用对象池 针对不同类别的对象。释放的对象可以在池中回收，使用类似空闲对象槽的链表。操作系统通常将这种方法用于常见的数据结构。然而，您需要再次观察对象生命周期并通过将对象返回到池中来显式处理处置。

引用计数 表面上看起来不错，但通常没有意义，因为每当您更改指针值时，您经常必须取消引用并更新两个对象的计数。这种成本通常比具有简单快速的内存管理的优势更糟糕，并且在存在循环引用的情况下也不起作用。

堆栈分配速度极快，可以安全运行。根据您的语言，可以不使用堆并完全在基于堆栈的系统上运行。但是我怀疑这会在一定程度上限制您的语言设计，因此这可能是一个非初学者。对于某些 DSL，仍然值得考虑。

经典 malloc/free 速度非常快，如果您对对象创建和生命周期有足够的限制，并且可以在您的语言中强制执行，则可以使其安全。一个例子是如果例如您对指针的使用施加了重大限制。

无论如何 - 希望这是有用的思考!