Làm thế nào để một trình thu gom rác đồng thời xử lý các biến?

Hãy nói rằng nó là một trình thu gom rác đánh dấu đồng thời.

Khi GC xử lý các con trỏ liên tục, nó chỉ đi qua chúng (bắt đầu từ gốc) và đánh dấu mọi khối dữ liệu gặp phải. Sau đó quét tất cả mọi thứ không đánh dấu. Mã khách hàng nên đánh dấu các khối dữ liệu mà nó sử dụng làm gốc.

Nhưng phải làm gì với các biến? Đây là một tình huống:

1. Vlà một biến, lưu trữ một con trỏ tới đối tượng A.
2. Thread 1đọc Vvà đình chỉ.
3. Thread 2sửa đổi Vvà làm cho nó trỏ đến đối tượng B.
4. Trình thu gom rác chạy giai đoạn "đánh dấu" của nó và các cuộc gặp gỡ Akhông còn được tham chiếu, sau đó giải phóng nó trong giai đoạn "quét".
5. Thread 1đánh thức và cố gắng sử dụng A(đã đọc từ Vbước 2) bằng cách đánh dấu nó là root. Và thất bại , vì Akhông còn tồn tại.

Vậy, làm thế nào để xử lý việc này?

Có Thread 2thể đánh dấu đối tượng được thay thế Abằng cờ không loại bỏ đặc biệt (cờ tương tự được sử dụng cho các đối tượng mới được phân bổ). Nhưng khi nào nên gỡ cờ này? Tất nhiên Thread 1có thể làm điều đó. Nhưng Thread 2không biết gì về Thread 1, và do đó không thể chắc chắn rằng điều này sẽ được thực hiện bao giờ. Điều này có thể dẫn đến Asẽ không bao giờ được giải phóng. Và nếu GC sẽ xóa cờ đó, thì không có gì ngăn cản Ađược xóa khi GC chạy lần thứ hai ...

Các mô tả về trình thu gom rác quét và quét rác nhanh chóng mà tôi đã đọc chỉ đề cập rằng đối tượng được thay thế sẽ được "tô màu xám". Nhưng không có bất kỳ chi tiết cụ thể. Một liên kết đến một mô tả chi tiết hơn về giải pháp sẽ được đánh giá cao.

Tùy thuộc vào các chi tiết chính xác của việc triển khai trình thu gom rác, đây có thể không phải là vấn đề trong bước 4. Ví dụ, trong bước 2, luồng 1 có lẽ đọc Vvào một thanh ghi. Trình thu gom rác có thể sẽ cần kiểm tra nội dung của các thanh ghi cho tất cả các luồng đang hoạt động (đang chạy và bị treo) để xem liệu có tham chiếu đến bất kỳ đối tượng nào được giữ trong các thanh ghi không.

Chắc chắn, việc triển khai bộ thu gom rác được kết hợp chặt chẽ với môi trường vận hành (và phân luồng) mà nó chạy. Có nhiều kỹ thuật thực hiện để đảm bảo rằng tất cả các tham chiếu được lưu trữ và tạm thời được xem xét.

Bạn phải đánh dấu các biến cục bộ đôi khi trong giai đoạn đánh dấu. Tất cả các biến cục bộ, bao gồm cả các biến thường sống trên stack. Bằng cách nào đó.

Tôi cũng nghĩ rằng nó phải được thực hiện trong giai đoạn đồng bộ (tất cả các trình biến đổi đã dừng) để quét các đối tượng đã sửa đổi. Trong thực tế, cùng một vấn đề có thể phát sinh ngay cả khi không xem xét các biến / thanh ghi cục bộ. Xem xét đối tượng A trỏ đến null và đối tượng B trỏ đến C. Bây giờ bạn quét đối tượng A, một luồng biến đổi xuất hiện, sao chép tham chiếu đến C từ B sang A, bỏ qua B. Và bây giờ bạn có xung quanh để quét B. Và C bị trượt dưới ngón tay của bạn.

Tôi không biết về bất kỳ cách nào để đối phó với điều này sẽ không liên quan đến việc ngăn chặn những kẻ gây đột biến. Kỹ thuật thông thường là ở cuối giai đoạn đánh dấu để ngăn chặn tất cả các bộ biến đổi và đánh dấu lại tất cả các đối tượng mà chúng bị đột biến trong giai đoạn đánh dấu chính. Và bao gồm ngăn xếp và đăng ký trong đó.

Các thanh ghi đánh dấu thường được làm việc xung quanh bằng cách thực hiện đồng bộ bằng cách gọi bộ thu trong luồng đôi khi. Bên trong hàm collector, chỉ có các biến cục bộ của riêng nó (không phải là gốc) có thể nằm trong các thanh ghi, tất cả các biến cục bộ khác trong chuỗi cuộc gọi đều nằm trên ngăn xếp, vì vậy bạn có thể đi bộ ngăn xếp.

Ngoài ra, bạn có thể gửi tín hiệu đến chủ đề. Trình xử lý tín hiệu sẽ một lần nữa buộc tất cả các biến trên ngăn xếp, vì vậy bạn có thể đi bộ chúng. Nhược điểm của phương pháp này là nó phụ thuộc vào nền tảng.