Ruby 駭客指南/垃圾回收

程式的執行時結構

在深入本章內容之前，讓我們回顧一下程式執行時記憶體的組織方式。本章將涉及計算機體系結構的一些底層元件，因此事先熟悉一些基本概念是必要的。此外，這些概念也將在後面的章節中用到。讓我們在這裡把它們解決掉。

段

大多數 C 程式在它們的記憶體空間中都有以下元件

1. 文字區域，
2. 靜態和全域性變數的儲存，
3. 機器棧，
4. 堆。

文字區域是儲存程式碼的地方。第二個元件應該很清楚。機器棧是存放函式的引數和區域性變數的地方。堆是透過malloc()分配的。

讓我們詳細討論一下機器棧。被稱為機器“棧”，它顯然具有類似棧的結構。換句話說，我們可以不斷地向頂部新增新元素。在實踐中，值以單獨的int單元新增到堆疊中，但在概念上有一個稱為堆疊幀的較大單元。

每個堆疊幀對應一次函式呼叫。換句話說，每個函式呼叫都會新增一個堆疊幀，並且在return時會移除一個堆疊幀。如果我們極度簡化這一點，機器棧可能看起來像圖 1。

 the top
+-------------+
| stack frame | <-- the frame for the currently running function
+-------------+
| stack frame |
+-------------+
| stack frame |
+-------------+
| stack frame |
+-------------+
| stack frame |
+-------------+
 the bottom

圖 1：機器棧

在這張圖中，我們標記了棧的極端端為“頂部”，但機器棧並不一定從低到高地定址幀。例如，在 x86 機器上，棧從較高地址向較低地址增長。

alloca()

使用malloc()可以分配任意大小的記憶體。alloca()是機器棧的版本。但是，透過alloca()分配的記憶體不需要釋放。或者，更確切地說，可以更好地說是記憶體隨著函式的return而“被”釋放。因此，alloca()分配的值不能用作函式的return值。這與“不能返回指向區域性變數的指標”相同。

所有這一切都很好。它基本上意味著我們可以本地分配長度動態變化的陣列。

但是，有一些環境沒有本機alloca()。許多人會希望在這些環境中也使用alloca()，因此可以用 C 編寫具有相同行為的函式。但是，在這種情況下，它可能只被實現為“不需要釋放”，但可能不一定會分配機器棧上的記憶體。事實上，它通常不會這樣做。如果它能夠做到這一點，那麼可能也存在alloca()的本機實現。

我們如何在 C 中實現alloca()？最直接的實現首先使用malloc()分配記憶體。然後，它將呼叫者函式和分配的地址儲存在全域性列表中。然後，下次呼叫alloca()時，如果存在為已經結束的函式分配的任何記憶體，就可以將其free()掉（見圖 2）。

+-----------+      +------------+
| main      |      | main       |
+-----------+      +------------+
| A         | ===> | A          |
+-----------+      +------------+
| B         |      | B          | mark that B -> alloca(32)
+-----------+      | alloca(32) | free the memory allocated for D
| C         |      +------------+
+-----------+
| D         |
| alloca(8) | mark that D -> alloca(8)
+-----------+

圖 2：C 實現的alloca()的行為

Ruby 的missing/alloca.c就是這樣一個模擬alloca()的實現。

概述

現在讓我們開始本章的主題，垃圾回收。

物件建立

分配框架問題

<hline>

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