垃圾收集器 (GC) 根是如何存储的？答案

【问题标题】：How are garbage collector (GC) roots stored?垃圾收集器 (GC) 根是如何存储的？
【发布时间】：2020-05-31 23:29:55
【问题描述】：

我知道如何找到根，但问题是，（AFAIK）必须在运行时找到它们。为此，您需要一个可能溢出的固定大小的容器或一个可调整大小的容器。我不想使用固定大小的容器，因为很难判断要保留多少空间（而且可能很浪费）。可调整大小的容器似乎最好，但问题是，GC 在空间不足时运行，因此可调整大小的容器将无法存储它需要的内容。那么在这些条件下，GC root 是如何存储的呢？

【问题讨论】：

为什么要存储它们？这不是一个滑稽的问题。例如，堆栈上的每个引用都是一个根，但它们都位于堆栈上，并且它们不会去任何地方（只要您正在执行 stop-the-world 集合）。
@rici -- 你在说什么堆栈？栈和堆栈？
您确实知道每次 GC 调用都会发现 GC 根，对吗？ GC 结构也位于堆外部，而 GC 操作 on 堆。
@Eugene -- 请原谅我的无知，但是您所说的 GC 根在每次 GC 调用时都会被发现 是什么意思？你的意思是每次分配？
最明显的一个是：堆栈引用。如果堆栈上有东西，它显然正在使用中。因此，这是根的完美候选者。为了找到这些，当然需要扫描线程堆栈。为了准确起见，这些文件会在您的应用程序冻结时进行扫描。

标签： memory compiler-construction garbage-collection containers gc-roots

【解决方案1】：

GC 根是堆外可以包含引用的位置到堆内的一个对象。位置可以是任何可以存储参考。通常是四个或八个字节的内存存储 32 位或 64 位地址，但也可以是机器寄存器或空间在磁盘上。有时一个位置被称为“槽”，因为您可以“槽 in" 正是一个参考。经典的mark & sweep 收藏家作品首先标记根引用的所有对象，然后继续从那里开始追踪。

根的存储位置和方式取决于 VM，并且非常当您考虑部分 GC、线程和跳动。但从概念上讲，它很简单。假设你有一个类似 Python 只有函数和全局变量以及以下代码的语言：

 0: FOO = "hel"
 1: BAR = "hi"
 2: def foo(x):
 3:    y = x + "there"
 4:    <GC HERE>
 5:    return
 6: def bar(x):
 7:    y = x + "lo"
 8:    foo(y)
 9:    return
10: bar(FOO)
11: ...

假设 GC 发生在指定的行。调用堆栈看起来像这样：

Return address to line 11
Reference to object "hello"
Return address to line 9
Reference to object "hellothere"

GC 会扫描这个调用栈来区分返回地址和引用并标记它找到的对象。然后它会对全局引用做同样的事情。它们可以存储在一个堆上的字典（哈希图）并由单个根引用：

{name("FOO") : "hel", name("BAR") : "hi"}

请注意，存储所有根所需的空间很小。只有你全局变量需要 8 个字节（一个引用），需要 8 个字节调用堆栈上的每个元素。您可以用完堆栈空间并获得堆栈溢出，但为堆栈预分配了 256kb 和适当的尾调用优化不是问题。

【讨论】：