C++下的垃圾回收機制可能會在下個版本加入，我只是想通過實例，分析垃圾回收器的內部機制，深入了解以后，在以后
的項目中，就可以對是否需要垃圾回收功能做出準確的判斷。

它是否影響性能，能影響多少，回收的代價等等問題就會顯得更加明確。

對C++下垃圾回收的討論很多，有興趣可以看看這里和這里。至于實現，惠普的垃圾回收器是一個產品化的開源項目，而且已經被很多項目使用。但是他的具體實現總是讓人感覺不是很可靠。云風是一個簡單的回收器，有人對其源碼進行研究，有興趣可以看這里，它沒有內存緊縮功能。

首先，說說垃圾回收的目標，也就是需求。
1. 不能有內存泄漏（最基本的要求）。
2. 能自動回收無用內存（當然需要解決循環引用問題）。
3. 能整理內存（內存緊縮），程序運行時間長了，總會有小塊內存無法被重復使用。

先說說前兩條需求，程序中的所有已分配內存都應該有其對應的指針指向它，如果一塊內存沒有任何指針指向它，那么我們說這塊內存被泄漏了（這里內存泄漏的定義和Java不太一樣）。

簡單的表述就是無用對象且不可達。

什么叫可達？可達表示從哪里為起點可達？這里要引出一個叫根集的概念：在程序運行的任意狀態，寄存器（考慮多核CPU在多線程下），程序棧，和靜態數據段中所有的指針的集合叫根集。
所以可達指的是這塊內存從根集出發，可以找到一個指向它的指針，不可達就是找不到。

要實現垃圾回收器，首先要能在程序的任意狀態，找到根集。其次是要能管理所有堆上的內存。當從根集掃描發現一塊不可達內存時，這塊內存就應該被收集。

注意上圖：黃色的指針表示它是根集，紅色的指針則不是根集。
要回收內存，首先要知道內存的地址，所以上圖中4塊內存的地址是必須知道的。

看看要回收內存，需要知道那些信息吧：

根集和內存塊集。收集前，先從根集順著黑色的箭頭開始掃描，對所以掃描到的內存塊做個標記，然后從內存塊集中檢查所有內存塊，如果被做了標記，就保留，如果沒有做標記，就收集。

怎么得到根集呢？對于像Java，C#之類的語言，它的指針是受到虛擬機或者Framework控制的，但是在C++中，原生的指針（raw pointer）是不受控制的，而且Scott Meyers([More] Effective C++)的作者,
Andrew Koenig夫婦(C++ 沉思錄）的作者，這些大牛們多次勸告，不要使用原生指針。

所以以前有auto_ptr, 現在有shared_ptr問世。為了得到根集，我也將原生指針進行包裝，只不過不用于所有權管理，也不用于引用計數，而是用于得到根集。
首先看看指針的定義：

 

注意pointer的構造函數，它將自己注冊到根集中去。

再看看根集：

gc_register 函數也就是做了一個push_back。

有人會問，那要是出現這種情況：

那不是pB->pA在堆上嗎？不應該屬于根集呀。
這個問題就要和內存塊管理扯上關系啦，下篇再說
整個垃圾回收器已經寫完并簡單的測試代碼在這里,有興趣可以看看并測試。