垃圾收集是编程语言中 使用的内存管理技术之一。 它是一种自动内存管理技术，作为许多编程语言的功能添加。垃圾收集器收集或回收分配给变量或对象但不再被程序使用的内存； 这也称为垃圾。

三种基本的垃圾收集算法及其改进算法

1、引用计数算法

引用技术算法是唯一一种不用用到根集概念的垃圾回收算法。

基本思路是为每个对象加一个计数器，计数器记录的是所有指向该对象的引用数量。

每次有一个新的引用指向这个对象时，计数器加一；反之，如果指向该对象的引用被置空或指向其它对象，则计数器减一。当计数器的值为0时，则自动删除这个对象。

2、 Mark & Sweep (标记清除)算法

标记清除算法，是目前公认的最有效的GC方案。Mark&Sweep垃圾收集器由标记阶段和回收阶段组成，标记阶段标记出根节点所有可达的对节点，清除阶段释放每个未被标记的已分配块。

通过Mark&Sweep算法动态申请内存时，先按需分配内存，当内存不足以分配时，从寄存器或者程序栈上的引用出发，遍历上述的有向可达图并作标记（标记阶段），然后再遍历一次内存空间，把所有没有标记的对象释放（清除阶段）。

垃圾收集器将存储器视为一张有向可达图。

图中的节点可以分为两组：根节点，对应于不在堆中的位置，可以是寄存器、栈中的变量。另外一组称为堆节点，对应于堆中一个分配块，如下图：

当存在一个根节点可到达某个堆节点时，称该堆节点是可达的，反之称为不可达。

不可达堆节点为垃圾。可见垃圾收集的目标即是从从根集出发，寻找未被引用的堆节点，并将其释放。

相比较引用计数算法，标记-清除算法可以非常自然的处理环形引用问题，另外在创建对象和销毁对象时少了引用计数器的开销。

它的缺点在于标记-清除算法需要研究如何减少它的停顿时间，而分代式垃圾收集器就是为了减少它的停顿时间。

另外，在清除阶段，清除垃圾对象后会造成大量的内存碎片需要遍历所有的存活对象，这样会造成一定的时间开销，在清除阶段，清除垃圾对象后会造成大量的内存碎片。

3、 节点复制算法

    Mark & Sweep算法的缺点是在分配大量对象时，且对象大都需要回收时，回收中断过程可能消耗很大。而节点复制算法则刚好相反，当需要回收的对象越多时，它的开销很小，而当大部分对象都不需要回收时，其开销反而很大。
算法的基本思路是这样的：从根节点开始，被引用的对象都会被复制到一个新的存储区域中，而剩下的对象则是不再被引用的，即为垃圾，留在原来的存储区域。释放内存时，直接把原来的存储区域释放掉，继续维护新的存储区域即可。过程如图：

可以看到，当被引用对象（非垃圾对象）很多时，需要复制很多的对象到新存储区域。

分代回收

以上三种基本算法各有各的优缺点，也各自有许多改进的方案。通过对这三种方式的融合，出现了一些更加高级的方式。而高级GC技术中最重要的一种为分代回收。它的基本思路是这样的：程序中存在大量的这样的对象，它们被分配出来之后很快就会被释放，但如果一个对象分配后相当长的一段时间内都没有被回收，那么极有可能它的生命周期很长，尝试收集它是无用功。为了让GC变得更高效，我们应该对刚诞生不久的对象进行重点扫描，这样就可以回收大部分的垃圾。为了达到这个目的，我们需要依据对象的”年龄“进行分代，刚刚生成不久的对象划分为新生代，而存在时间长的对象划分为老生代，根据实现方式的不同，可以划分为多个代。

一种回收的实现策略可以是：首先从根开始进行一次常规扫描，扫描过程中如果遇到老生代对象则不进行递归扫描，这样可大大减少扫描次数。这个过程可使用标记清除算法或者复制收集算法。然后，把扫描后残留下来的对象划分到老生代，若是采用标记清除算法，则应该在对象上设置某个标志位标志其年龄；若是采用复制收集，则只需要把新的存储区域内对象设置为老生代就可以了。

C++垃圾回收机制

Java 等语言和大多数脚本语言都将垃圾收集作为语言的一部分，以提高效率。在像 C++ 这样的语言中，必须手动内存管理，使用 new、delete 或某些算法等命令手动执行内存管理。

动态内存分配是在运行时在堆区域中分配的一种内存。 一旦停止使用该内存，就必须将其释放；否则，可能会导致内存泄漏。C++ 中的内存分配和释放使用 new 或 delete 等命令手动完成的。 一旦使用完毕，使用delete关键字来释放并清除内存。 在内部，它调用析构函数来销毁内存。因此，new 后面应该始终跟有 delete 命令，以避免内存泄漏。

​C语言本身没有提供GC机制，而C++ 0x则提供了基于引用计数算法的智能指针进行内存管理。也有一些不作为C++标准的垃圾回收库，如著名的Boehm库。借助其他的算法也可以实现C/C++的GC机制，如前面所说的标记清除算法。

即使当时（以及现在）主流C++编译器并没有默认启用垃圾回收功能，设计C++11时仍考虑到未来可能的兼容性和扩展性，让未来的垃圾回收实现能够无缝集成到C++程序中，不影响现有的new和delete语义。

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