compiler-construction - 为什么要收集垃圾？为什么编译器不自动插入 free() 呢？

Question

我们为什么不让编译器在适当的地方自动插入 free()，而不是在运行时定期运行垃圾检测？这样，我们只需在编译时支付一次价格。

编译器知道变量超出范围或重新分配给不同对象的位置。因此，它可以找出该对象是否不再可达，并在那里自动插入 free()。

不可以吗？为什么？

如果是多线程的原因，那我们可以用单线程/绿色线程的语言来做吗？

Answer 1

The compiler knows the places where a variable goes out of scope or gets reassigned to different object.

当然可以 - 对于变量。但是你不清除变量 - 你清除它们指向的内存。仅仅因为变量超出范围，并不意味着指向的内存不再可达。

例如:

y = ...
{
  x = new X();
  if (todayIsTuesday()) {
    y = x;
  }
} // x just went out of scope

您无法在编译时决定是否应在该段的最后一行释放 x 指向的内存，因为这取决于代码运行时是星期几 .

所以为了解决这个问题，这个决定必须委托(delegate)给运行时，通过插入适当的逻辑，例如:

Y* y = ...
{
  X* mem = new X();
  X* x = mem;
  markPointer(&x, mem);
  if (todayIsTuesday()) {
    y = x;
    markPointer(&y, mem);
  }
  markNoLongerPointer(&x, mem);
} // x just went out of scope

如果内部维护的数据结构告诉它 x 是对该内存的唯一引用，则使用 markNoLongerPointer() 清除作为第二个参数给出的内存...换句话说，这是引用计数逻辑的粗略起点。

编译器当然可以将这样的引用计数逻辑添加到编译后的代码中，有些确实如此，但正如其他人所提到的，引用计数有一些缺点:高开销、循环问题，加上它有时会在不方便的时候导致严重的暂停，当对大型数据结构的根的唯一引用超出范围时。虽然有一些方法可以解决其中的一些缺点，但这超出了这个答案的范围:-)