学习垃圾收集理论[关闭]

Posted 2021-04-11

我想学习垃圾收集背后的理论。我该怎么做呢？显而易见的答案是 - 编译器教科书......问题是，是否有必要学习词法分析，解析和其他通常在文本中垃圾收集之前的东西？

简而言之，了解垃圾收集理论的先决条件是什么？

P.S - 我知道解析，词法分析等的目的是什么。只是不知道它们是如何实现的。

答案

按顺序阅读这些文章。它们处于渐进主题/难度顺序（不是按时间顺序排列）。

列表直接来自Prof. Kathryn McKinley's Memory Management course page here，在那里你可以找到所有文章的链接。

我上学期参加了课程，所以我读了所有这些，我不得不说我学到了我要学习的东西！

请注意，下面大部分论文的免费副本链接都包含在garbage-collection的https://stackoverflow.com/tags/garbage-collection/info标签维基中。

• 列出在串行计算机上实时处理，Baker，CACM，21（4）280--294,1978。
• 非递归列表压缩算法，Cheney，CACM，13（11）：677-678,1970。
• 基于物体寿命的实时垃圾收集器，Lieberman＆Hewitt，CACM，26（6）：419--429,1983。
• 生成清除：无中断的高性能存储回收算法，Ungar，Proceedings of the first ACM SIGSOFT / SIGPLAN Software Engineering Symposium on Practical Software Development Environments，1984，pages 157-167。
• 简单的世代垃圾收集和快速分配，Appel，软件 - 实践和经验19（2）：171 - 183，1989年2月。
• 基于年龄的垃圾收集，D。Stefanovic，K。S. McKinley，J。E. B. Moss，ACM面向对象编程系统，语言和应用会议。 （OOPSLA），第370-381页。丹佛CO，1999年11月。
• 实践中的老年垃圾收集：Java虚拟机中的评估，D。Stefanovic，M。Hertz，SM Blackburn，KS McKinley和JEB Moss，Memory System Performance，Berlin，Germany，pp.175-184，2002年6月。
• 环路：围绕垃圾收集Gridlock，S.M.Blackburn，R。Jones，K。S. McKinley和J. E. B. Moss，ACM Conference on Programming Language Design and Implementation，Berlin，Germany，pp.153-164，2002年6月。
• 一种有效的与机器无关的程序，用于各种列表结构中的垃圾收集，Schorr＆Waite，CACM，10（8）：501--506,1967。
• 用于垃圾收集的压缩算法的比较，Cohen＆Nicolau，ACM Programming on Programming Languages and Systems（TOPLAS），Volume 5，Issue 4，pages 532 - 553，1983年10月。
• MC2：针对内存受限环境的高性能垃圾收集，Sachindran，Berger＆Moss，面向对象编程系统，语言和应用的ACM会议，第81-96页，温哥华，不列颠哥伦比亚省，2004年10月。
• Immix：具有空间效率，快速收集和Mutator性能的Mark-Region垃圾收集器，Blackburn＆McKinley，ACM Conference on Programming Language Design and Implementation，pp.22--32，Tucson，AZ，June 2008。
• 一种高效的增量自动垃圾收集器，Deutsch＆Bobrow，CACM，19（9）：522--526，1976年9月。
• 暗参考计数：没有等待的快速垃圾收集，S.M.Blackburn和K. S. McKinley，ACM 2003 SIGPLAN会议论文集，面向对象编程系统，语言和应用，第344-359页，加利福尼亚州，Annehiem，2003年10月。
• 循环追踪：高效的并发Mark-Sweep循环收集，Frampton和Blackburn，2009年。（提交给ISMM。）
• Multiprocessing compactifying garbage collection，Guy L. Steele，Jr.，CACM 18（9）：495-508,1975。
• 即时垃圾收集：合作练习，E. W. Dijkstra，L。Lamport，A。J. Martin，C。S. Scholten和E. F. M. Steffens，ACM通讯，21（11）：966--975，1978年11月。
• 保持并发垃圾收集算法的正确性，Vechev，Yahav和Bacon，ACM Conference on Programming Language Design and Implementation，Ottawa，Ontario，pp.341-353,2006。
• 一种具有低开销和一致利用率的实时垃圾收集器，Bacon，Cheng和Rajan，ACM Symposium on Programming of Programming Languages，New Orleans，Louisiana，pp.285-298,2003。
• 税收和支出：实时垃圾收集的民主安排，Auerbach，Bacon，Cheng，Grove，Biron，Gracie，McCloskey，Micic和Sciampacone，ACM国际嵌入式软件会议，亚特兰大，GA，第245-254页，2008。
• 在不合作的环境中收集垃圾，H.Boehm和M.Weiser，Software Practice and Experience，18（9）：807-820,1988。
• Hoard：用于多线程应用程序的可扩展内存分配器，ED Berger，KS McKinley，RD Blumofe和PR Wilson，第九届国际编程语言和操作系统架构支持会议，马萨诸塞州剑桥，第117 - 128页，2000年11月。
• Cork：Garbage-Collected Languages的动态内存泄漏检测，Jump＆McKinley，提交给ACM软件实践和经验交易，2009年。（缩写版本出现在ACM Conference on Programming Languagesm，Nice，France，2009年1月。）
• 泄漏修剪，邦德和麦金利，ACM建筑支持编程语言和操作系统会议，华盛顿特区，2009年3月。（出现。）
• Free-me：个人物体回收的静态分析，Guyer＆McKinley，ACM会议编程语言设计与实现会议，加拿大渥太华，第364-375页，2006年6月。
• 垃圾收集可以比堆栈分配更快，Appel，Information Processing Letters 25（4）：275-279,1987 June 1987。
• 垃圾收集优势：改善项目地点Huang，Blackburn，McKinley，Moss，Wang，＆Cheng，ACM Conference on Object-Oriented Programming Systems，Languages，＆Applications，Vancouver，BC，pp.69-80，2004年10月。
• 揭秘魔术：高级低级编程，Daniel Frampton，Stephen M. Blackburn，Perry Cheng，Robin Garner，David P. Grove，J。Eliot B. Moss和Sergey I. Salishev。 ACM国际虚拟执行环境会议，华盛顿特区，2009年3月。（出现。）
• 神话和现实：垃圾收集的性能影响，S.M.Blackburn，P。Cheng和K. S. McKinley，ACM SIGMETRICS计算机系统测量和建模会议，第25-36页，纽约，纽约，2004年6月。
• 统一的垃圾收集理论，Bacon，Cheng和Rajan，ACM会议，面向对象编程，系统，语言和应用，加拿大温哥华，加拿大，第50-68页，2004年。

另一答案

我想学习垃圾收集背后的理论。我该怎么做呢？

我也是一个对垃圾收集感兴趣的dabbler（我写了自己的垃圾收集VM，称为HLVM）。我通过阅读尽可能多的关于垃圾收集的研究论文来学习，因为我可以亲自动手并自己玩这些想法，既可以在我的虚拟机中生成，也可以通过编写内存安全的高级模拟。

显而易见的答案是 - 编译器教科书......问题是，是否有必要学习词法分析，解析和其他通常在文本中垃圾收集之前的东西？

词法分析，解析和其他东西与垃圾收集无关。您可能会从编译器书籍中获得有关垃圾收集的过时粗略概述，但您需要阅读研究论文以获取最新视图，例如：关于多核。

简而言之，了解垃圾收集理论的先决条件是什么？

您需要了解基本图论，指针，堆栈，线程和（如果您对多线程感兴趣）低级并发原语（如锁）。

垃圾收集就是确定可达性。当程序无法再获取对值的引用，因为该值已无法访问时，GC可以回收值占用的内存。可达性是通过从一组“全局根”（线程堆栈和核心寄存器中的全局变量和指针）开始遍历堆来确定的。

GC设计有许多方面，但您可以从四个主要的垃圾收集算法开始：

• 马克思（McCarthy，1960）
• 马克与契约（Haddon和Waite，1967）
• 停止复制（Cheney，1970）
• 标记区域（McKinley等，2007）

也许这些基本概念最引人注目的演变是分代垃圾收集，这是多年来事实上的标准设计。

我个人的感觉是，一些关于垃圾收集的模糊工作传达了同样多的有用信息，所以我也强烈建议：

• Baker's treadmill（一个漂亮的实时GC）。
• VCGC（一种完全不同的三色标记方案）。

您可能还想研究三种写屏障（Dijkstra's，Steele's和Yuasa's），并查看卡片标记和记忆设置技巧。

然后，您可能还想检查一些实现者为Java和.NET等语言实现选择的实际设计决策，以及Standard ML的SML / NJ编译器，OCaml编译器，Glasgow Haskell编译器等。采用的技术之间的差异与它们之间的相似之处一样大！

还有一些很好的切向相关的论文，如亨德森的Accurate Garbage Collection in an Uncooperative Environment。我使用该技术来避免为HLVM编写堆栈walker。

memorymanagement.org网站是一个宝贵的资源，特别是GC相关术语的词汇表。

另一答案

有一本关于垃圾收集的书，如果我可以添加一个相当不错的书：

Richard Jones和Rafael Lins，Garbage Collection，Wiley and Sons（1996），ISBN 0471941484

理查德琼斯还有一个很好的网站收集garbage collection resources。

大多数早期的垃圾收集文件都非常易读。你可以从保罗威尔逊对"Uniprocessor Garbage Collection Techniques"（1992，LNCS vol.637）的调查开始，然后深入探讨有关主题的原始文献。

另一答案

您可能还想看看Squeak: Open Personal Computing，它涵盖了Squeak Smalltalk垃圾收集器，以及其他ST设计问题。您还应该看看Squeak itself - 它几乎完全用Smalltalk编写，包括GC在内的所有源代码都是免费提供的，并且使用Smalltalk浏览器可以轻松学习。