垃圾收集算法(Garbage Collection Algorithms)

垃圾收集器的要点

内存泄漏和悬空指针是手动内存管理的主要问题。您删除了链表中的父节点，却忘记先删除其所有子节点，这样您的内存就会泄漏。您以正确的顺序删除了一个对象链 – 但突然您的程序崩溃了，因为您忘记了该资源的第二个所有者，该资源现在尝试取消引用空指针。

为了避免这些问题，大多数现代高级编程语言都实现了自动内存管理。您手动分配对象，但不必担心它们的释放：一个特殊的程序，垃圾收集器，知道如何自动正确地释放它们，并回收以供将来重用。

在垃圾收集器基础课程中，我们研究了与自动内存管理相关的所有不同技术和算法，这些技术和算法目前已在实践中使用。

这门课适合谁？

首先，对于编译工程师来说。

在实现编程语言时，您很有可能需要实现垃圾收集器。即使是最初被定位为“内存安全”的语言，例如 Rust，最终也实现了自动引用计数（ARC）和其他收集器。

重申一下：在大多数现代高级编程语言中，垃圾收集器模块（或多个GC 模块，如 Java）现在几乎是必需的。

如果我不每天都实现编程语言怎么办？

如果您不是编译器工程师，那么该课程对您来说仍然很有趣。一般来说，实现垃圾收集器或内存管理器是一项非常高级的工程任务。这是一个简单的技巧：你采取一些复杂的项目（例如垃圾收集器、编译器、解释器等），在构建它的同时，你学习所有不同的数据结构和算法。然后回到“日常编程”，通过复杂系统的可转移通用知识，成为一名更好的工程师。

这个项目需要 C 或 C++ 吗？

并不真地！当然，C 和 C++ 可能是原始内存操作的最佳语言，并且非常适合这里，但是在课程中，我们研究通用设计算法，并主要关注垃圾收集器和内存分配器的理论方面。这意味着您可以用任何您想要的语言来实现它们。例如，您可以在 JavaScript 中为虚拟堆分配“ArrayBuffer ”，或者在 Python、Rust 等中分配类似的“bytearray”。

课程中的大多数算法都是用通用伪代码描述的，因此您可以将它们移植到任何语言。

这堂课有什么具体内容？

这些讲座的主要内容是：

• 简洁明了，开门见山。每场讲座都是自给自足、简洁的，描述与主题直接相关的信息，不会分散无关材料或演讲的注意力。
• 动画演示与实时编辑笔记相结合。这使得主题的理解变得更容易，并显示了对象结构如何（以及何时）连接。静态幻灯片根本不适用于复杂的内容。

阅读材料

作为本课程的进一步阅读和补充文献，推荐以下书籍：

• 《垃圾收集手册：自动内存管理的艺术》作者：Antony Hosking、Eliot Moss 和 Richard Jones
• 编译器设计手册：优化和机器代码生成，作者：YN Srikant、Priti Shankar