Garbage collection: differenze tra le versioni

Versione delle 21:46, 22 gen 2018

Versione delle 14:41, 2 feb 2018

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=== Benefici ===

La ''garbage collection'' esonera il programmatore dall'eseguire manualmente l'allocazione ( richiesta ) e la deallocazione ( rilascio) di aree di memoria, riducendo o eliminando del tutto alcune categorie di bugs:

* ''[[Dangling pointer|'''Dangling pointers''']]'': persistenza nel programma di puntatori che si riferiscono ad aree di memoria che contenevano oggetti, ormai deallocate. Utilizzare tali aree di memoria deallocate può, nel migliore dei casi, provocare un errore fatale dell'applicazione, ma si possono manifestare altri problemi anche a distanza di tempo dalla effettiva deallocazione. La risoluzione di questi problemi può essere molto difficoltosa.

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==== Naïve mark-and-sweep ====

Nel ''mark-and-sweep'' ogni oggetto in memoria possiede un [[flag]], in genere è sufficiente un [[bit]], riservato esclusivamente per l'utilizzo del Garbage Collector. Quando l'oggetto viene creato, il [[flag]] viene posto in stato, ''flag clear'' <ref name=":0">Trad.Ing.:"''Non in uso''"</ref>. Durante la prima fase, o '''fase di Mark''' del ciclo di Garbage Collection, viene scansionato l'intero set di [[Root (informatica)|root]], ponendo ogni oggetto in stato di ''flag set.'' <ref name=":1">Trad.Ing.:"''In Uso''"</ref> Tutti gli oggetti accessibili dalla radice del set sono anch'essi contrassegnati come in stato di ''flag set''. <ref name=":1" /> Nella seconda fase, o '''fase di Sweep''', ogni oggetto in memoria viene ancora una volta esaminato; quelli che hanno ancora il ''flag clear'' <ref name=":0" /> non sono raggiungibili da nessun programma o dato, e la loro memoria viene quindi liberata. Per gli oggetti che sono marcati flag set, il flag viene posto in stato ''flag clear'' <ref name=":0" />, preparandoli per il prossimo ciclo di Garbage Collection.

Questo metodo ha diversi svantaggi, per esempio, l'intero sistema viene sospeso durante la Garbage Collectio in modo non sempre prevedibile e per periodi di tempo non determinabili a priori; questo tipo di comportamento può creare notevoli problemi in ambienti che necessitano di basse [[Latenza|latenze]] di risposta o in [[Real-time|sistemi real-time]] o mission critical, con possibili malfunzionamenti, [[deadlock]], e arresti che possono compromettere l'intero sistema. Inoltre, tutta la memoria di lavoro deve essere esaminata, minimo due volte, causando potenzialmente problemi nei sistemi a [[memoria virtuale|memoria paginata]].

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==== Generational Garbage Collector (Ephemeral Garbage Collector) ====

È stato osservato che in molti programmi gli oggetti più recenti, sono anche quelli con più probabilità di diventare rapidamente irraggiungibili <ref>Effetto noto come Ephemeral o Generational Garbage Collection.</ref>. L'ipotesi generazionale divide gli oggetti in generazioni. Inoltre il sistema di [[Run-time|runtime]] mantiene la conoscenza di tutti i riferimenti tenendo traccia dalla loro creazione, alla sovrascrittura dei riferimenti. Quando il Garbage Collector va in esecuzione, può essere in grado di utilizzare tale conoscenza per dimostrare che alcuni oggetti inizialmente nel set iniziale bianco non sono raggiungibili senza dover attraversare l'intera struttura di riferimento. Al fine di attuare questo concetto, molti Garbage Collector generazionali utilizzano aree di memoria separate per i diversi livelli degli oggetti. Quando una regione è piena, i pochi oggetti referenziati nella vecchia memoria sono promossi (copiati) nella regione immediatamente successiva per cui l'intera regione può essere sovrascritta con nuovi oggetti. Questa tecnica permette di incrementare la velocità, in quanto la raccolta dei rifiuti di una sola regione avviene nello stesso momento.

Generational Garbage collection è un approccio [[Algoritmo euristico|euristico]] e alcuni oggetti irraggiungibili non possono essere recuperati ad ogni ciclo. Talvolta può quindi essere necessario recuperare tutto lo spazio disponibile. In effetti, i sistemi di runtime per i moderni linguaggi di programmazione (come [[java (linguaggio di programmazione)|java]]) di solito usano alcune varianti delle diverse strategie che sono state descritte sino ad ora.