《垃圾回收的算法与实现》——引用计数法

基本概念

• 在对象中引入计数器(无符号整数)，用于记录有多少对象引用了该对象。
• 通过增减计数器实现对内存的管理。
• 分配对象时将计数器置1。
• 更新引用时先对新指定的对象进行计数器加，而后才对旧对象进行减。
• 在对计数器做减法时，判断其计数器是否等于0，等于0 表示为垃圾，即可进行回收。
• 在更新引用时就进行了垃圾的标记与回收，因此STW会很短而且当对象变垃圾时能立马被回收。

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优缺点

优点

1. 即刻回收垃圾，在更改引用时就知道该对象是否为垃圾若是垃圾立马进行回收(但是该操作会占用用户线程的时间片)
2. STW短，回收垃圾不需要遍历堆了。
3. 不需要根据GC root遍历。

缺点

1. 计数器值增减频繁。
2. 计数器需要占用很多位。
3. 实现繁琐，更新引用时很容易导致内存泄露。
4. 循环引用无法回收(最重要的缺点)

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改进

延迟引用计数法

针对计数器增减频繁

• 从根引用的指针变化不修改计数器，为了使还存在引用的对象被回收，引入ZCT(Zero Count Table)记录计数器为0的对象(当为0时不直接删除而是加入到该表中)。
• 分配块时，先正常分配(应该也是通过空闲链表)，如果分配失败则从ZCT中找可以真正的垃圾对象进行回收与分配。
• 扫描ZTC表需要遍历GC root，对所有GC root引用的计数器加1，而后遍历ZTC，此时计数器为0的即为垃圾，最后对GC root引用对象减一(还原)。

Sticky引用计数法

针对计数器占用很多位

由于大多数对象的引用并不会很多，可以减少计数器的位宽，当计数器溢出时有两种处理方式：

1. 不管，对于溢出的对象不再增减计数器。此时无法判断是否为垃圾因此不再关此对象，溢出的可能性很低所以是一个可以考虑的解决办法。
2. 使用GC标记-清除算法，先把所有对象(我觉得处理已溢出的就可以？)的计数器置0，而后遍历GC root，可引用的将计数器置1，清除阶段则清理那些计数器为0的。

1位引用计数法

Sticky的极端例子

• 计数器只有1位，0表示只有一个引用(UNIQUE)1表示多引用(MULTIPLE)。
• 更新引用时通过复制某个指针来更新。

觉得有问题，怎么找到可以被复制的指针呢？指针是单链表，无法通过对象找到其指针吧

部分标记-清除算法

针对循环引用

• 为了解决循环引用不能被回收有采用在某些时候加入GC标记-清除算法，然而循环引用往往很少，效率很低。
• 该方法是只对可能存在循环引用的对象群进行Sweep。
• 对象被标记为四种颜色，黑：不是垃圾，白：垃圾，灰：搜索过的对象，阴影：可能是循环引用对象。上色采用两位标记
• 当删除引用关系时，先自减，而后如果计数器为0则回收该对象，否则将该对象置为阴影并加入到hatch_queue
• 当空闲链表无法分配时将去hatch_queue中扫描是否存在循环垃圾可进行回收。
• 遍历取hatch_queue中对象分别做paint_gray、scan_gray和collect_white
• paint_gray将对象置灰，而后将所有子对象计数器减1，并调用迭代paint_gray.
• scan_gray将灰色中计数器为0的对象置白，大于0的涂成黑色。
• collect_white回收白色对象