再论C++之垃圾回收

使用智能指针（smart pointers）

• http://www.codeproject.com/cpp/garbage_collect.asp
  
• 原理：基于引用计数（reference count）。
  
  这种垃圾回收（gc）算法无非都是给每一块分配的内存提供引用计数，然后通过智能指针（smart pointer）自动完成引用计数的加减，如果引用技术减少到零，就代表没有人使用该内存了，这块内存就可以回收了。
  
  
  如果可以正确的遵从这种gc的使用规则，也就是说你可以正确无误的使用智能指针，那么理论上来说，就不可能存在内存泄漏。
   
  但是现实并不象想象的那么单纯，那么美好。一方面，智能指针的概念仍然没有被C++社区广泛的理解应用，而且智能指针种类繁多，各有各的规则，在代码量多了的时候，有时存在这样那样的失误难免；另一方面（应该是更加令人为难的一点），并不是所有人都那么喜欢用智能指针，而且原生指针的使用很多情形下避无可避，我们不得不在原生指针与智能指针之间进行转换。
   
  所以这样的gc的最终结果是，掌握引用计数的规则最终似乎比掌握new/delete的规则容易不了多少，有时甚至让新接触该技术的程序员感到畏惧。另外，引用计数的引入，出乎意料的产生了一个负作用：调试内存泄漏变得比原先困难多了。
   
  所以引用计数和智能指针实现的gc不能从根本上解决内存泄漏问题。
  

真正的垃圾回收（garbage collector）

• 请注意，C++并非不支持GC。我们知道BN一直强调的是，GC是C++的可选组件，不是必需的。
• 这里是C++的GC相关代码以及文档：
  • C++/CLI（Microsoft的托管C++）
  • http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/gc/ （不少人用这个GC来进行开发）
  • http://www.devarticles.com/c/a/Cplusplus/A-Simple-Garbage-Collector-for-C-plus-plus/
  • http://cybertiggyr.com/gene/garbage-collection-cpp/
     
• 评价：如果你的系统很单纯，采用这个是不错的主意。因为这意味着你的C++语言已经和Java、C#没有任何区别。但是请注意，这要求你的系统是纯粹的，也就是说：
   
  
  • 你没有是使用第三方代码。或者，你的第三方代码中，内存也是托管的（通过GC创建出来的）。
     
  • 小心与那些你无法取得源代码的DLL（例如，Win32 API/你购买的第三方组件）打交道。与C#一样，你需要小心，不要让你的程序出现Win32 API还在访问数据，而被GC回收的情形。不过这种情况在C++中比C#要好得多：毕竟在C++中，你对GC的控制能力远远强于C#。
     
  • 特别地、如果你使用了COM，那么你将很痛苦：因为COM基于引用计数来管理对象生命周期，这意味着GC基本上对其无能为力。除非你像C#一样，为每个COM组件提供一个Wrapper。

补充：

• 由于GC依赖语言的自省(reflection)能力，而C++这方面的能力无疑相当得弱，因此C++中的GC是尴尬的。
• 请注意，GC是排他的，这意味着两个GC不能在一起工作。因此，除非C++标准规定了必须使用那个GC，不然托管的C++代码，存在着交流困难。
   

支持垃圾回收的allocator（gc allocator）

• 代码与文档：
  • C++内存管理变革
  • AutoFreeAlloc（最袖珍的垃圾回收器）
  • boost::object_pool （注意，boost::pool不属于gc allocator，而只能说属于allocator）
  • 待续...
• 评价：半自动的垃圾回收，比GC简单、高效、容易控制。