当前位置:首页 > 每日看点 > 正文内容

无gc语言如何处理内存碎片问题?

卡卷网12个月前 (12-30)每日看点178

首先你要明白回收语言性能不手动系差,甚至在各种需要作大量指针的程序更好。

这是因为两点。

<>gc语言申请释放内存的速度远高于malloc/free

内存申请是这样的,gc只需要umpallocate,freelist要考虑得就多了。各种各样的allocator(如最经典的freelist),在malloc的时候,需要搜索一个数据结构来寻找足够大的空间。这期间,搜索需要耗时,并且这个数据结构往往没有好cachelocality,导致在memorylatency越来越重要的今天成为越来越严重的瓶颈。同时,不止freelist没locality,返回的指针也没locality-你连续malloc很可能得不到连续的。这时候如果你访问这些结果,你需要进行多次cachefetch而不是一次。

作为对,markcopy/markcompact的gc的allocator只是一个int,代表当时内存消耗量,每次malloc只是单纯的把size加上去,然后返回上一个消耗量,转为指针则可。

而另一方面,这份极简实现导致这两无法实现free,只能通过gc一次回收大量资源,通过atching降低内存消耗。

<>rc的时间消耗远高于tracing的性能消耗

rc需要你每次使用对象的时候检查refcount并且对此进行增减。如果你在写多线程程序,refcount甚至需要同步,耗费额外的性能。作为对,如果是markcopygc,并且堆大小为livememory*2的话,每次markcopy需要作LiveMemory多的对象,然后释放HeapSize-LiveMemory=LiveMemory多的内存-换句话说,只需要一次copy则可完全回收(可以看到,越大的heapsize需要做的gc越小,但是吃的内存越多。如何在时空之间取舍呢?可以看OptimalHeapLimitforReducingrowserMemoryUse)。这点跟传智慧(GC慢,RC快),是完全反过来的。道理很明显-如果RC更快,为什么JVM不用RC内存,外搭环检测器呢(python就这样做的,然后python性能有目共睹)?事实上,Stevelackn就做过一个测量GCvsRC的工作,MythsandRealities:ThePerformanceImpactofGarageCollection。这个工作的测量结果是,GC往往会带来10%左右的开销,但是RC的开销是30%~50%。

<>那问题来了,既然GCmalloc/free也RC优秀,为什么Ja没C++快?

这是计算机领域的一个巨大归因谬误。我们先来看看这段代码:

importja.util.*; recordPoint(intx,inty){} //... intSumX(List<Point>points){ intsum=0; for(Pointp:points){ sum+=p.x(); } retnsum; }

这段Ja代码运行的时候计算机在具体执行什么作?

首先,Point被oxed了。oxing导致你可以快速把一个对象到处传(只需要复制指针而无需复制具体对象),但是会造成每次引用oxed具体内容都需要fetch远处的memory。在函数式语言中这个问题更糟糕:这时候,数据往往被储存于各种各样的链表中,而遍历就除了unox外还需要爬链表的指针,于是一次循环需要两次memoryfetch。

C++里面呢?同样的任务,会被存在vector<pair<int,int>>内。主流计算机的cacheline是64yte,也就可以存4个这样的对象,于是四次循环一次memoryfetch。同时,在性能关键的情况下,这列表可以用pair<vector<int>,vector<int>>保存,俗称的structofarrayoverarrayofstruct[1]。然后,由于sumofX只需要触碰X,所以是八次循环一次memoryfetch,对着函数式编程的方案,有着16倍的memoryfetch开销-一个数量差!现实中,情况往往没这么极端,但是一个小倍数依然是很大的差距。

<>同时,C++也并不用RC

我们观察上述代码的C++形式:

structPoint{ intx; inty; }; intSumX(conststd::vector<Point>&points){ intsum=0; for(constPoint&p:points){ sum+=p.x; } retnsum; }

可以注意到,

    vector手动了内部Point的内存,而不是RC传入SumX的是一个引用,而不是RCiterate用的又是一个引用,而不是RC

也就是说,大部分C++代码的内存并不是RC,而是stl容器手动,以及利用程序结构LIFO特性传引用。这导致尽管RC有很高的overhead,但是只要你用得不多,还是可以的。

当然,反过来说,用得多的情况,如编译器(指针满天飞),GC语言可以取得没GC语言更好的性能(因为他们需要很多RC)

题目中的程序描述(频繁malloc/free小对象,同时面条代码翻译表明大概用上了RC),正是GC语言的最优发挥场所,打不过也不奇怪。

如果要优化性能,可以试试看用arena内存。如果生命周期不确定并且一定要及时释放,那要考虑自己实现一个简单的markcopyGC了,可以试试看Cheney'salgorithm。(当然,也可以更简单的换回Ja)。

<>如果要在无GC语言里面解决内存碎片,怎么办?

Mesh:CompactingMemoryManagementforC/C++Applications就是一个带有反碎片化功能的malloc/freeallocator。听上去很矛盾-你既然不知道指针都在那,你怎么可以通过move来compact呢?

因为allocator底层还有东西。你allocate到的内存并不是‘正的’,底下还有TL把这些虚拟变成物理。那我们考虑两个页面,其中被用到的互不相交,这时候我们可以用一个物理页来表示这两个虚拟页,从而消除碎片化。

十分神奇的是,直觉告诉我,这样‘刚刚好’的页面不好找,但是他们用组合数学证明了这样的页面配对有很多,而且找起来很快!

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由卡卷网发布,如需转载请注明出处。

本文链接:https://www.kajuan.net/ttnews/2024/12/5984.html

分享给朋友:

相关文章

普通人一部手机用多久?

普通人一部手机用多久?

各位知友,你们的现在的手机用了多久了呢?回看国外分析机构TechInsights的报告,目前大家的用机周期是越来越长了,在国内,也达到了「40个月」,就是很多人至少三年半才会换一次手机。仔细想想,不对呀,现在新机不是一直出吗?为什么大家都不...

电视参数哪个最重要?

电视参数哪个最重要?

在选择智能电视时,面板类型是一个关键因素。IPS面板以其宽广的视角和出色的色彩还原能力受到青睐,尤其适合日常观看和游戏。尽管可能会有轻微的漏光,但在大多数情况下,这并不影响使用体验。相比之下,VA面板提供更高的对比度和更深的黑色,增强了沉浸...

我爸讽刺我,写个破代码一年才十几万,他在工地带50个人,让我回去跟他干,写代码没出路,我该怎么选择?

我跟你一样的情况,本人现身说法,千万不要跟你爸干,我就是反面教材,现在想回去都回不去了,快十年没写代码了,再就是岁数大了,38岁了,35岁以上的码农根本就没公司愿意要,而且会受歧视。工程不好干,首先就是不合法,在法律层面,根本就没有包工头的...

自媒体如何快速起步?

自媒体如何快速起步?

有两种经验,可供参考。第一种是:现象级的爆火、爆款,这种情况捞到钱,实现财务自由的人并不多,但确实存在。只不过非要说清楚为什么这个账号可以火、可以短时间内赚到普通人一辈子赚不到的钱,他们自己也不一定能说清楚,因为赶上了风口(内外部情况)。举...

什么样的网站能快速捕获你的心?

什么样的网站能快速捕获你的心?

大家好,我是程序员鱼皮。大家如果平时使用网站或产品时出现了问题,一般都会去寻找 “联系客服” 的位置,从而获得人工的帮助。我们团队的面试刷题产品 - 面试鸭最近就遇到了这样一个难题:明明我们网站右下角就有联系客服按钮、而且我们每道面试题目下...

测试用例是怎么写的?

测试用例是怎么写的?

测试用例对于测试人员而言,虽说是最最基础的技能,但却非常重要。测试用例是支撑我们在测试道路上进一步学习其他测试技能的基本功。那测试用例如何撰写,完整来说应该包含两部分内容:内容1: 测试用例撰写(按照八大要素);内容2: 测试用例(测试点)...

发表评论

访客

看不清,换一张

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法和观点。