C++下垃圾回收器的實(shí)現(xiàn)(二)--析構(gòu)函數(shù)的地址？

上篇說到垃圾回收器的一些基本原理。這次說說這個垃圾回收器最終效果啥呀。有著明確的需求，說起來會更清晰，更明確。

看代碼吧。

struct A
{
    int i,j,k;

    Begin_Member_Pointer(A)
    End_Member_Pointer
    
};


struct B
{
    pointer<A> data0;

    B()
    {
        data0 = gc.malloc<A>();
    }

    Begin_Member_Pointer(B)
    Member(data0);
    End_Member_Pointer

};

pointer<B> test()
{
    pointer<B> pB = gc.malloc<B>();
    //做一些事情
    return pB;
}

void main()
{
    pointer<B> pB = test();
    //做一些事情
    gc.collect();
    gc.compress();
}

看看上面的一段代碼，基本演示了怎么用這個垃圾回收器。

1. gc.malloc< >( ) 為對象分配空間，并調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。gc.malloc有多個參數(shù)的模板函數(shù)，構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)直接放里面就可以。
2. 能被垃圾回收器回收的對象，必須定義一個以Begin_Member_Pointer(TypeName) 開始，以End_Member_Pointer結(jié)束，中間包含所有pointer類型成員變量的列表（順序無關(guān)）。
3. 在任意時候調(diào)用gc.collect( )來回收所有無用內(nèi)存，并會對所有被回收的對象調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。
4. 在回收后可以選擇調(diào)用gc.compress( )來緊縮內(nèi)存。

當(dāng)然現(xiàn)在如果有朋友讀過源碼，會發(fā)現(xiàn)和上面所有有些不一致，不過上面是最終的效果。

這里就對指針的使用有了一些限制，

1. 所有受垃圾回收器控制的內(nèi)存的指針是以 pointer<type> 的形式存在，而且是強(qiáng)制的。pointer類型不能轉(zhuǎn)化成普通指針，而且gc.malloc函數(shù)返回的也是pointer類型的指針，這個是必須的，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)內(nèi)存緊縮，所有的指針必須受控）。
2. 所有的類型定義里面必須包含對成員指針的一個描述，見上面第2條。否則想上面在B的構(gòu)造函數(shù)中申請出來的A對象就無法被釋放了。

這些對成員的描述就是上面圖中粉紅色圓圈的指針了，如果沒有這些定義，有些內(nèi)存塊的可達(dá)性判斷就可能失效。

這里我做了一些簡化，暫時不考慮多核多線程，所以寄存器可以不考慮，這大幅降低了編碼的復(fù)雜度，使得代碼更容易理解。

先看看所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吧：

//掃描成員指針的函數(shù)指針
typedef void (*marker) (const void* ptr, void(*func)(const pointer_base&));

//根集
std::list<pointer_base *> gc_root_set;

//內(nèi)存塊節(jié)點(diǎn)
struct node
{
    void* mem;        //內(nèi)存指針（普通指針）
    unsigned int size;    //內(nèi)存大小
    unsigned int mark;    //當(dāng)前的標(biāo)志
    marker func;        //掃描函數(shù)指針
    destructor finalizer;    //析構(gòu)函數(shù)指針
};

//內(nèi)存塊集
std::map<const void *, node> gc_holder;
//標(biāo)志
unsigned int gc_marker = 0;
//標(biāo)志當(dāng)前指針是否屬于根集
bool gc_is_root_set_locked = false;
//所有指針集(用于緊縮）
std::multimap<const void*, const pointer_base*> gc_pointer_set;
//緊縮時用的緩沖
std::map<const void*, const void*> gc_swap_buffer;

上面就是全部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，需要說明的是：
1。那個marker是一個函數(shù)指針，它的第二個參數(shù)也是個函數(shù)指針。
2。了解C++的朋友可能會說，析構(gòu)函數(shù)不能對其取地址。當(dāng)然這里用了一個小小的技巧---對析構(gòu)函數(shù)進(jìn)行了包裝。

template <class _T>
void gc_destructor(_T* p)
{
    p->_T::~_T();
};

typedef void (*destructor) (void*);

struct node
{
    void* mem;
    unsigned int size;
    unsigned int mark;
    marker func;
    //注意類型
    destructor finalizer;
};

node n;
//這是關(guān)鍵
n.finalizer = (destructor)&gc_destructor<_T>;

3。注意gc_mark不是一個bool變量，它會隨著每次分配而++，在collect之前，會用++mark來標(biāo)記所有可達(dá)內(nèi)存塊，即node.mark = gc_mark; 于是，所有mark值和gc_mark不等的內(nèi)存塊就需要被回收啦。

從下篇開始就逐個介紹各個函數(shù)了，最后再用宏或模板做出來一些語法糖，把見不得人的東西都包起來，就大功告成了。

posted on 2010-02-10 19:09 尹東斐閱讀(2610) 評論(10) 編輯收藏引用

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