Garbage-Collection-Algorithmen

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Grundlagen der Garbage Collectors

Speicherlecks und baumelnde Zeiger sind die Hauptthemen der manuellen Speicherverwaltung. Sie löschen einen übergeordneten Knoten in einer verknüpften Liste, vergessen, zuerst alle seine Kinder zu löschen – und Ihr Gedächtnis leckt. Sie löschen eine Objektkette in der richtigen Reihenfolge – aber plötzlich stürzt Ihr Programm ab, da Sie den zweiten Besitzer dieser Ressource vergessen haben, die nun versucht, einen Nullzeiger zu dereferenzieren.

Um diese Probleme zu vermeiden, die meisten modernen höheren Programmiersprachen implementieren automatische Speicherverwaltung. Objekte ordnen Sie manuell zu, kümmere dich jedoch nicht um ihre Freigabe: ein besonderes Programm, Müllsammler, wissen wie automatisch ordnen Sie sie richtig zu, und zur späteren Wiederverwendung zurückfordern.

In dem Grundlagen der Garbage Collectors Klasse studieren wir alle verschiedenen Techniken und Algorithmen im Zusammenhang mit der automatischen Speicherverwaltung, die heute in der Praxis verwendet werden.

Für wen ist dieser Kurs?

Zuerst, zum Compiler Ingenieure.

Bei der Implementierung Ihrer Programmiersprache, da ist ein sehr hohe Wahrscheinlichkeit Sie müssen einen Garbage Collector implementieren. Sogar Sprachen, die ursprünglich als positioniert waren „speichersicher“, wie Rost, eventuell umgesetzt automatische Referenzzählung (BOGEN) und andere Sammler.

Wiederholen: in den meisten modernen höheren Programmiersprachen, ein Garbage-Collector-Modul (oder mehrere GC-Module, wie in Java) ist heute fast schon Pflicht.

Was, wenn ich nicht jeden Tag Programmiersprachen implementiere?

Wenn du bist nicht ein Compiler-Ingenieur, dann kann die Klasse trotzdem interessant für dich sein. Implementieren eines Garbage Collectors oder eines Speichermanagers im Allgemeinen, ist eine hübsche fortgeschrittene Ingenieuraufgabe. Es ist ein einfacher Trick: Sie nehmen ein komplexes Projekt (wie ein Garbage Collector, Compiler, Dolmetscher, usw), und beim Bauen, du lernst alle unterschiedlichen Datenstrukturen und Algorithmen. Und dann komm zurück zu “alltägliche Programmierung”, verbesserte sich als besserer Ingenieur, mit dem übertragbaren generischen Wissen komplexer Systeme.

Brauche ich C oder C++ für dieses Projekt??

Nicht wirklich! Na sicher, C und C++ sind wahrscheinlich die besten Sprachen für rohe Speichermanipulationen und passen gut hierher, jedoch in dem Kurs, den wir studieren generische Entwurfsalgorithmen und konzentrieren sich hauptsächlich auf theoretische Aspekte von Garbage Collectors und Memory Allocators. Das bedeutet, dass Sie sie in implementieren können jede Sprache Sie wollen. Beispielsweise, Sie können in JavaScript einen `ArrayBuffer` für a zuweisen virtueller Haufen, oder ähnlich `bytearray` in Python, Rost, usw.

Die meisten Algorithmen im Kurs sind in beschrieben generischer Pseudocode, Sie können sie also in jede Sprache portieren.

Was ist spezifisch in dieser Klasse?

Die Hauptinhalte dieser Vorlesungen sind:

• Prägnant und direkt auf den Punkt. Jede Vorlesung ist autark, prägnant, und beschreibt Informationen mit direktem Bezug zum Thema, nicht durch nicht verwandte Materialien oder Gespräche ablenken.

• Animierte Präsentation kombiniert mit Live-Bearbeitungsnotizen. Dies erleichtert das Verständnis der Themen, und zeigt wie (und wann zum Zeitpunkt) die Objektstrukturen sind verbunden. Statische Folien funktionieren bei komplexen Inhalten einfach nicht.

Lesematerial

Als weiterführende Lektüre und ergänzende Literatur zu diesem Kurs werden folgende Bücher empfohlen:

• Das Handbuch der Müllabfuhr: Die Kunst der automatischen Speicherverwaltung von Antony Hosking, Eliot Moos, und Richard Jones

• Das Compiler-Design-Handbuch: Optimierungen und Generierung von Maschinencode von Y. N. Srikanth, Priti Shankar