各種垃圾回收演算法(二)標記－清除（ Mark-Sweep ）演算法

kjfcpua發表於2015-03-13
演算法
標記－清除（ Mark-Sweep ）演算法

第一種實用和完善的垃圾收集演算法是 J. McCarthy 等人在 1960 年提出併成功地應用於 Lisp 語言的標記－清除演算法。仍以餐巾紙為例，標記－清除演算法的執行過程是這樣的：

午餐過程中，餐廳裡的所有人都根據自己的需要取用餐巾紙。當垃圾收集機器人想收集廢舊餐巾紙的時候，它會讓所有用餐的人先停下來，然後，依次詢問餐廳裡的每一個人：“你正在用餐巾紙嗎？你用的是哪一張餐巾紙？”機器人根據每個人的回答將人們正在使用的餐巾紙畫上記號。詢問過程結束後，機器人在餐廳裡尋找所有散落在餐桌上且沒有記號的餐巾紙（這些顯然都是用過的廢舊餐巾紙），把它們統統扔到垃圾箱裡。

正如其名稱所暗示的那樣，標記－清除演算法的執行過程分為“標記”和“清除”兩大階段。這種分步執行的思路奠定了現代垃圾收集演算法的思想基礎。與引用計數演算法不同的是，標記－清除演算法不需要執行環境監測每一次記憶體分配和指標操作，而只要在“標記”階段中跟蹤每一個指標變數的指向——用類似思路實現的垃圾收集器也常被後人統稱為跟蹤收集器（ Tracing Collector ）

伴隨著 Lisp 語言的成功，標記－清除演算法也在大多數早期的 Lisp 執行環境中大放異彩。儘管最初版本的標記－清除演算法在今天看來還存在效率不高（標記和清除是兩個相當耗時的過程）等諸多缺陷，但在後面的討論中，我們可以看到，幾乎所有現代垃圾收集演算法都是標記－清除思想的延續，僅此一點， J. McCarthy 等人在垃圾收集技術方面的貢獻就絲毫不亞於他們在 Lisp 語言上的成就了。

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