ตัวรวบรวมขยะเป็นส่วนสำคัญของภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาษาที่ใช้การจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติ ในบล็อกโพสต์นี้ เราจะพูดถึงว่าคนเก็บขยะคืออะไร ทำงานอย่างไร และข้อดีและข้อเสีย
คนเก็บขยะคืออะไร?
ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ ตัวรวบรวมขยะคือโปรแกรมหรือกลไกที่จะเรียกคืนหน่วยความจำโดยอัตโนมัติซึ่งโปรแกรมไม่ได้ใช้งานอีกต่อไป เมื่อโปรแกรมจัดสรรหน่วยความจำแบบไดนามิก ระบบปฏิบัติการจะกำหนดบล็อกหน่วยความจำให้กับโปรแกรม อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่จะจัดการหน่วยความจำนั้นอย่างเหมาะสม หากโปรแกรมไม่ปล่อยหน่วยความจำที่ไม่จำเป็นอีกต่อไป อาจส่งผลให้หน่วยความจำรั่ว ซึ่งอาจทำให้โปรแกรมหยุดทำงานหรือช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป
ตัวรวบรวมขยะแก้ปัญหานี้โดยการติดตามและเรียกคืนหน่วยความจำที่โปรแกรมไม่ต้องการอีกต่อไป ช่วยให้โปรแกรมเมอร์มุ่งเน้นไปที่การเขียนโค้ดแทนที่จะกังวลเกี่ยวกับการจัดการหน่วยความจำ
คนเก็บขยะทำงานอย่างไร?
ตัวรวบรวมขยะทำงานโดยการติดตามการจัดสรรและการจัดสรรหน่วยความจำ เมื่อโปรแกรมสร้างออบเจ็กต์หรือโครงสร้างข้อมูลใหม่ ตัวรวบรวมขยะจะทำเครื่องหมายว่า "ใช้งานอยู่" เมื่อโปรแกรมไม่ต้องการวัตถุนั้นอีกต่อไป ตัวรวบรวมขยะจะทำเครื่องหมายว่า "ไม่ทำงาน" และเรียกคืนหน่วยความจำที่วัตถุนั้นครอบครอง
คนเก็บขยะใช้อัลกอริธึมที่แตกต่างกันในการติดตามและเรียกคืนหน่วยความจำ อัลกอริธึมที่พบบ่อยที่สุดคืออัลกอริธึมการทำเครื่องหมายแล้วกวาด อัลกอริธึมนี้ทำงานโดยการทำเครื่องหมายออบเจ็กต์ทั้งหมดที่สามารถเข้าถึงได้จากรากของโปรแกรมก่อน (เช่น ตัวแปรโกลบอลหรือเฟรมสแต็ก) จากนั้นตัวรวบรวมขยะจะกวาดล้างหน่วยความจำ และเรียกคืนอ็อบเจ็กต์ใดๆ ที่ไม่ได้ทำเครื่องหมายว่า "สด"
อัลกอริธึมอื่นคืออัลกอริธึมการคัดลอกซึ่งแบ่งหน่วยความจำออกเป็นสองซีกและสลับระหว่างกัน เมื่อตัวรวบรวมขยะทำงาน มันจะคัดลอกออบเจ็กต์ที่มีชีวิตทั้งหมดจากครึ่งหนึ่งของหน่วยความจำไปยังอีกครึ่งหนึ่ง โดยเรียกคืนครึ่งหนึ่งของเก่า อัลกอริธึมนี้เร็วกว่าอัลกอริธึมการทำเครื่องหมายแล้วกวาด แต่ต้องใช้หน่วยความจำเพิ่มเติม
ข้อดีและข้อเสียของคนเก็บขยะ
ข้อได้เปรียบหลักของตัวรวบรวมขยะคือทำให้การจัดการหน่วยความจำสำหรับโปรแกรมเมอร์ง่ายขึ้น โปรแกรมเมอร์ไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการจัดการหน่วยความจำด้วยตนเองอีกต่อไป ซึ่งอาจเกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายและใช้เวลานาน ตัวรวบรวมขยะยังช่วยป้องกันการรั่วไหลของหน่วยความจำ ซึ่งอาจทำให้โปรแกรมหยุดทำงานหรือช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป
อย่างไรก็ตามคนเก็บขยะก็มีข้อเสียเช่นกัน สิ่งเหล่านี้อาจทำให้การทำงานของโปรแกรมช้าลง โดยเฉพาะโปรแกรมขนาดใหญ่หรือโปรแกรมที่จัดสรรและจัดสรรหน่วยความจำบ่อยครั้ง ตัวรวบรวมขยะยังต้องการหน่วยความจำเพิ่มเติมเพื่อติดตามและจัดการหน่วยความจำ ซึ่งอาจเป็นปัญหาสำหรับโปรแกรมที่มีทรัพยากรหน่วยความจำจำกัด
บทสรุป
โดยสรุปแล้ว ตัวรวบรวมขยะเป็นส่วนสำคัญของภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ ช่วยให้การจัดการหน่วยความจำง่ายขึ้นสำหรับโปรแกรมเมอร์และช่วยป้องกันหน่วยความจำรั่ว อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียอยู่บ้าง เช่น ทำให้การทำงานของโปรแกรมช้าลงและต้องใช้ทรัพยากรหน่วยความจำเพิ่มเติม โปรแกรมเมอร์ควรพิจารณาปัจจัยเหล่านี้เมื่อตัดสินใจว่าจะใช้ตัวรวบรวมขยะในโปรแกรมของตนหรือไม่
