目錄

• 什麼是GC 標記-壓縮演算法
  • Lisp2 演算法的物件
  • 概要
• 步驟
  • 步驟一：設定forwarding指標
  • 步驟二：更新指標
  • 步驟三：移動物件
• 優缺點

什麼是GC 標記-壓縮演算法

需要對標記清除和GC複製演算法有一定了解

GC標記-壓縮演算法是由標記階段和壓縮階段構成。

標記階段和標記清除的標記階段完全一樣。之後我們要通過搜尋數次堆來進行壓縮。

Lisp2 演算法的物件

Donald E.Knuth

物件結構如圖示：

Lisp2 演算法在物件頭中為forwarding指標留出空間，forwarding指標表示物件的目標地點

概要

假設我們在下圖所示的狀態下執行GC

標記完後狀態如下（過程與標記清除演算法相同）

壓縮完後的狀態如下（可以看到，他們現在的位置是挨著的。）

這種演算法並不會對物件的順序產生影響，知識縮小了他們之間的空隙，讓他們聚集在堆的一端。

步驟

壓縮階段程式碼

compaction_phase(){
    set_forwarding_ptr() // 設定forwarding指標
    adjust_ptr() // 更新指標
    move_obj() // 移動物件
}

步驟一：設定forwarding指標

首先程式會搜尋整個堆，給活動的物件設定forwarding指標。初始狀態下forwarding是NULL。

set_fowarding_ptr(){
    scan = new_address = $heap_start
    while(scan < $heap_end)
        if(scan.mark = TRUE)
            scan.forwarding = new_address
            new_address += scan.size
        scan += scan.size
}

• scan 用來搜尋堆中的指標，new_address指向目標地點的指標。
• 一旦scan找到活動物件，forwarding指標就要被更新。按著new_address物件的長度移動。
• 如下圖示：

步驟二：更新指標

adjust_ptr(){
    for(r :$roots)  // 更新根物件的指標
        *r = (*r).forwarding
    
    scan = $heap_start
    while(scan < $heap_end)
        if(scan.mark == TRUE)
            for(child :children(scan)) // 通過scan 更新其他物件指標
                *child = (*child).forwarding
        scan += scan.size
}

• 首先更新根的指標
• 然後重寫所有活動物件的指標（對堆進行第二次的搜尋）
  

步驟三：移動物件

搜尋整個堆（第三次搜尋），再將物件移動到forwarding指標的引用處。

move_obj(){
   scan = $free = $heap_start
   while(scan < $heap_end)
    if(scan.mark == TRUE) // 判斷是否是活動物件
        new_address = scan.forwarding  // 獲取物件要移動的地點
        copy_data(new_address, scan, scan.size) // 複製物件（移動物件）
        new_address.forwarding = NULL // 將forwarding改為NULL
        new_address.mark = FALSE // mark改為FALSE
        $free += new_address.size // 指標後移
        scan += scan.size // 指標後移
}

• 演算法不會對物件本身的順序進行改變，只會把物件集中在堆的一端。
• 演算法沒有去刪除物件，知識吧物件的mark設定為FALSE
• 之後把forwarding改為NULL，標誌位改為FALSE，將$free移動obj.size個長度。

優缺點

優點：可有效利用堆

使用整個堆在進行垃圾回收，沒啥說的。任何的演算法都是有得有失，用時間換空間。或者用空間換時間。重要的是它在這裡
適不適用。

缺點：壓縮花費計算成本

Lisp2 演算法中，對堆進行了3次搜尋。在搜尋時間與堆大小成正相關的狀態下，三次搜尋花費的時間是很恐怖。也就是說，它的吞吐量要低於其他演算法。時間成本至少是標記清除的三倍（當然不包含mutator）