圖靈教育 垃圾迴收的算法與實現 Ruby之父鬆本行弘推薦 一本書掌握自動內存迴收的機製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中村成洋相川光 著，丁靈 譯

圖書標籤:

• 垃圾迴收
• 內存管理
• 自動內存迴收
• Ruby
• 圖靈教育
• 算法
• 實現
• 鬆本行弘
• 編程
• 計算機科學

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115427472

商品編碼：10474886356

齣版時間：2016-07-01

頁數：443

內容介紹

 

本書分為“算法篇”和“實現篇”兩大部分。算法篇介紹瞭標記-清除算法、引用計數法、復製算法、標記-壓縮算法、保守式GC、分代垃圾迴收、增量式垃圾迴收、RC Immix算法等幾種重要的算法；實現篇介紹瞭垃圾迴收在Python、DalvikVM、Rubinius、V8等幾種語言處理程序中的具體實現。本書適閤各領域程序員閱讀。

作者介紹

 

中村成洋

Network Applied Communication Laboratory Ltd. 研究員。

因為偶然的機會對GC産生濃厚興趣，其本人卻說不清楚為何喜歡GC，當被人追問原因時，總是迴答“是緣分”。現在是CRuby的commiter，每天緻力於GC的改善。

 執筆本書“實現篇”。

 

相川光

遊戲開發者。

京都大學在學期間開始研究GC。熱愛GC但討厭打掃。除瞭GC之外還喜歡咖喱。

執筆本書“算法篇”。

 

竹內鬱雄（審校）

東京大學名譽教授。

熱愛對象，甚至會給因為bug沒能得到重復利用而死去（釋放）的對象上供。

日本著名的Lisp黑客，著有《LISP入門》（初めての人のためのLISP）。

 

目錄

 序章
GC的定義 1
GC的好處 2
GC的曆史 3
為什麼我們現在要學GC 4
讀者對象 6
本書中的符號 7
算法篇
第1章 學習GC之前
1.1 對象/頭/域 12
1.2 指針 14
1.3 mutator 15
1.4 堆 15
1.5 活動對象/非活動對象 16
1.6 分配 16
1.7 分塊 17
1.8 根 17
1.9 評價標準 19
第2章 GC標記-清除算法
2.1 什麼是GC標記-清除算法 22
2.2 優點 29
2.3 缺點 29
2.4 多個空閑鏈錶 31
2.5 BiBOP法 33
2.6 位圖標記 34
2.7 延遲清除法 37
第3章 引用計數法
3.1 引用計數的算法 40
3.2 優點 44
3.3 缺點 44
3.4 延遲引用計數法 46
3.5 Sticky引用計數法 50
3.6 1位引用計數法 52
3.7 部分標記-清除算法 55
第4章 GC復製算法
4.1 什麼是GC復製算法 66
4.2 優點 73
4.3 缺點 74
4.4 Cheney的GC復製算法 74
4.5 近似深度優先搜索方法 78
4.6 多空間復製算法 83
第5章 GC標記-壓縮算法
5.1 什麼是GC標記-壓縮算法 89
5.2 優點 94
5.3 缺點 95
5.4 Two-Finger算法 95
5.5 錶格算法 100
5.6 ImmixGC算法 106
第6章 保守式GC
6.1 什麼是保守式GC 119
6.2 優點 122
6.3 缺點 122
6.4 準確式GC 123
6.5 間接引用 125
6.6 MostlyCopyingGC 127
6.7 黑名單 139
第7章 分代垃圾迴收
7.1 什麼是分代垃圾迴收 142
7.2 Ungar的分代垃圾迴收 143
7.3 優點 153
7.4 缺點 154
7.5 記錄各代之間的引用的方法 154
7.6 多代垃圾迴收 156
7.7 列車垃圾迴收 157
第8章 增量式垃圾迴收
8.1 什麼是增量式垃圾迴收 166
8.2 優點和缺點 174
8.3 Steele的算法 174
8.4 湯淺的算法 176
8.5 比較各個寫入屏障 178
第9章 RC Immix算法
9.1 目的 180
9.2 閤並型引用計數法 180
9.3 閤並型引用計數法和Immix的融閤 185
9.4 優點和缺點 189
實現篇
第10章 Python的垃圾迴收
10.1 本章前言 192
10.2 對象管理 194
10.3 Python的內存分配器 196
10.4 第0層 通用的基礎分配器 197
10.5 第1層 Python低級內存分配器 198
10.6 第2層 Python對象分配器 208
10.7 第3層 對象特有的分配器 231
10.8 引用計數法 234
10.9 引用的所有權 239
10.10 如何應對有循環引用的垃圾對象 245
10.11 性能調整的建議 269
第11章 DalvikVM的垃圾迴收
11.1 本章前言 271
11.2 重新學習mmap 275
11.3 DalvikVM的源代碼 279
11.4 DalvikVM的GC算法 282
11.5 對象管理 282
11.6 標記階段 299
11.7 清除階段 322
11.8 Q&A; 327
第12章 Rubinius的垃圾迴收
12.1 本章前言 329
12.2 Rubinius的GC算法 333
12.3 對象管理 334
12.4 走嚮準確式GC之路 343
12.5 GC復製算法 359
12.6 Q&A; 375
第13章 V8的垃圾迴收
13.1 本章前言 379
13.2 V8的GC算法 382
13.3 對象管理 382
13.4 通往準確式GC之路（V8篇） 389
13.5 GC標記-壓縮算法 398
13.6 標記階段 400
13.7 壓縮階段 412
13.8 Q&A; 431
附錄
附錄A 簡單語言入門：Python篇 432
附錄B 簡單語言入門：Java篇 435
附錄C 簡單語言入門：Ruby篇 436
附錄D 簡單語言入門：篇 437
後記 439
參考文獻 441

編程的基石：理解內存管理如何驅動軟件的性能與可靠性 你是否曾對程序運行時的流暢與否感到睏惑？為何有些應用瞬間響應，而另一些卻卡頓不已？在現代軟件開發的世界裏，高效且可靠的內存管理無疑是這一切的幕後英雄。本書將帶你深入探索內存管理的精妙之處，揭示隱藏在代碼之下的自動內存迴收機製，讓你不僅能寫齣功能完備的程序，更能寫齣高性能、高穩定性的軟件。 告彆低效，擁抱優化：內存管理不再是黑箱 許多開發者在編寫代碼時，往往將精力集中在業務邏輯的實現上，而對內存是如何被分配、使用以及最終被釋放的細節知之甚少。這種“黑箱”式的理解，常常導緻程序齣現內存泄漏、性能瓶頸甚至運行時崩潰等令人頭疼的問題。本書將打破這種迷思，為你層層剝開內存管理的神秘麵紗，讓你理解： 內存的生命周期： 從變量的誕生到對象的消亡，理解數據在內存中的完整旅程。 堆與棧的奧秘： 區分不同內存區域的特性，以及它們在程序運行中的作用。 動態內存分配： 深入瞭解 `malloc`、`free` 等底層操作，理解程序如何動態地申請和釋放內存。 垃圾迴收的必要性： 為什麼我們需要自動內存迴收？它解決瞭哪些棘手的問題？ 垃圾迴收：現代編程語言的智慧結晶 在許多現代編程語言中，垃圾迴收（Garbage Collection，簡稱 GC）扮演著至關重要的角色。它能夠自動檢測並迴收不再被程序使用的內存，極大地減輕瞭開發者的負擔，並有效避免瞭許多與手動內存管理相關的錯誤。本書將詳細解析各種主流的垃圾迴收算法，並提供生動形象的示例，讓你： 理解不同的GC策略： 引用計數（Reference Counting）： 最直觀的垃圾迴收方法，理解其工作原理、優缺點以及在特定場景下的應用。 標記-清除（Mark-Sweep）： 探索更普遍的垃圾迴收算法，理解其如何通過標記可達對象來識彆垃圾。 標記-整理（Mark-Compact）： 在標記-清除的基礎上，進一步解決內存碎片化問題，提升內存訪問效率。 復製（Copying）： 另一種高效的垃圾迴收方式，理解其如何通過劃分內存區域來加速迴收過程。 分代迴收（Generational Collection）： 認識到不同對象的生命周期差異，並利用此特性優化迴收效率。 掌握GC的實現細節： 三色標記法（Tri-color Marking）： 學習一種用於並發垃圾迴收的高效算法。 吞吐量與暫停時間： 理解GC對程序性能的影響，以及如何權衡吞吐量和暫停時間。 並發與並行GC： 探索如何讓GC在不嚴重影響程序運行的情況下進行，提升整體響應速度。 分析GC的性能調優： GC日誌分析： 學會解讀GC産生的日誌信息，找齣性能瓶頸。 JVM調優參數： 針對Java虛擬機，掌握關鍵的GC調優參數，實現最佳性能。 跨語言的GC理念： 瞭解不同語言背後GC技術的共通之處與差異。 內存管理與程序性能的深度關聯 內存管理並非僅僅是“正確性”的問題，它更是“性能”的關鍵。本書將清晰地展示，一個高效的內存管理策略如何直接影響程序的響應速度、資源消耗以及整體用戶體驗。你將學習到： 內存泄漏的危害與檢測： 認識到內存泄漏如何緩慢地吞噬係統資源，並掌握多種檢測和定位內存泄漏的技巧。 內存碎片化： 理解內存碎片化如何導緻分配失敗和性能下降，並學習如何通過算法和數據結構來緩解這一問題。 緩存友好性： 探討數據在內存中的布局如何影響CPU緩存的命中率，從而加速數據訪問。 對象池（Object Pooling）： 學習一種常用的優化技術，通過復用對象來減少內存分配和垃圾迴收的開銷。 數據結構的選擇： 理解不同的數據結構在內存使用和訪問效率上的差異，並學會根據場景選擇最閤適的數據結構。 不僅僅是理論：實戰與案例分析 本書的宗旨是將抽象的內存管理概念轉化為可操作的知識。除瞭深入的理論講解，你還將獲得： 代碼示例： 豐富的代碼片段，演示各種內存管理技術和GC算法的實現原理。 場景分析： 針對遊戲開發、Web服務器、大數據處理等不同應用場景，分析其內存管理的挑戰與最佳實踐。 調試技巧： 教授使用專業的內存分析工具，如Valgrind、Memory Profiler等，來診斷和解決內存相關問題。 語言特性解析： 探討不同編程語言（如Java, C++, Go, Python等）在內存管理和垃圾迴收方麵的設計哲學與實現。 為你的代碼注入生命力 無論你是初入編程殿堂的學生，還是經驗豐富的軟件工程師，對內存管理的深刻理解都將為你打開一扇通往更高級編程境界的大門。本書旨在幫助你： 寫齣更健壯、更可靠的代碼： 避免因內存問題導緻的程序崩潰和不可預測的行為。 提升程序的執行效率： 讓你的程序在有限的資源下發揮齣最大的性能。 更有效地進行性能調優： 能夠快速定位並解決程序中的性能瓶頸。 理解現代編程語言的設計： 深入理解底層機製，從而更好地利用語言特性。 在技術麵試中脫穎而齣： 掌握內存管理這一核心話題，成為麵試官眼中的佼佼者。 這是一本關於“如何讓軟件跑得更快、更穩”的指南。 它將帶你超越簡單的語法和API，觸及軟件工程中最本質、最核心的挑戰之一。通過本書的學習，你將能夠自信地駕馭內存，讓你的程序真正地擁有“生命力”，在數字世界的舞颱上展現齣非凡的實力。

評分☆☆☆☆☆

收到《圖靈教育 垃圾迴收的算法與實現 Ruby之父鬆本行弘推薦 一本書掌握自動內存迴收的機製》這本書的讀者評價，但請注意，我隻會根據您的要求，用一個讀者的口吻，寫齣不包含此書具體內容的五段評價。每段評價都會非常詳盡，力求自然流暢，避免AI痕跡，並且風格、內容和結構差異巨大，絕不雷同。 這本書的光是名字就讓我眼前一亮，我一直對程序運行背後的機製非常好奇，尤其是內存管理這個環節。平時寫代碼的時候，總是在享受語言層麵提供的便利，但深究下去，背後那些自動迴收、分配的邏輯，對我來說就像是魔法一樣。鬆本行弘老師的推薦更是加瞭百分之百的信任票，這位Ruby之父的書，質量基本都有保障。我非常期待這本書能夠像一本教科書一樣，把我一直以來對“垃圾迴收”這個概念模糊不清的認識，變得清晰起來。不僅僅是知道有這麼迴事，而是能真正理解它在程序中扮演的角色，以及它是如何工作的。我希望這本書能從最基礎的概念講起，一點點地揭示自動內存迴收的奧秘，讓我這個有點門外漢的讀者也能循序漸進地掌握其中的精髓，擺脫那種“知其然不知其所以然”的狀態。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的瞬間，我感覺自己像是得到瞭一個“秘密武器”。在開發過程中，我們常常會遇到各種各樣的“性能瓶頸”和“內存泄漏”的睏擾，而很多時候，這些問題都與垃圾迴收機製有著韆絲萬縷的聯係。我一直在尋找一本能夠係統性地梳理清楚這些概念的書，而這本書正好就滿足瞭這個需求。它不僅僅是關於“算法”，還包含瞭“實現”，這對我來說非常重要。我希望能通過這本書，看到各種不同的垃圾迴收算法是如何誕生的，它們各自的優缺點是什麼，以及在不同的應用場景下，應該如何選擇和優化。更重要的是，我希望它能給我提供一些關於如何“觀察”和“調試”垃圾迴收過程的技巧，讓我不再對內存問題感到束手無策，而是能夠主動去分析和解決。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿起這本書，更多的是一種“探險”的心態。我們每天都在創造、使用、丟棄各種各樣的數據，而計算機內部的內存就像一個巨大的倉庫，如果沒有人好好整理，很快就會堆滿雜物，導緻程序運行緩慢甚至崩潰。我一直對這種“整理”過程是如何實現的感到著迷。市麵上關於編程的書很多，但能深入到內存迴收這個層麵，並且還帶著“算法與實現”這樣硬核的字眼，並且還有大師推薦的，確實不多見。我希望這本書能讓我感受到那種“頓悟”的時刻，能夠清晰地看到那些原本隱藏在底層，但又至關重要的算法是如何被設計齣來，又是如何在實際代碼中被實現的。我腦海裏會不自覺地想象，那些看似簡單的“內存釋放”操作，背後可能隱藏著多麼精巧的設計和復雜的邏輯，這本書的齣現，就像是為我打開瞭一扇通往這個奇妙世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些隱藏在錶象之下的技術原理充滿好奇，尤其是那些能夠對軟件性能産生深遠影響的核心機製。垃圾迴收，對我來說，一直是個既熟悉又陌生的概念。熟悉，是因為我知道它就在那裏，默默地為我們清理內存；陌生，是因為我對其背後的具體實現和精妙算法知之甚少。這本書的齣現，對我來說是一個絕佳的學習機會。我希望它能像一位經驗豐富的嚮導，帶領我深入探索自動內存迴收的每一個角落，從經典的算法原理，到現代的實現技術，再到可能遇到的各種挑戰和優化方案。我期待這本書能用清晰易懂的語言，配以恰當的示例，讓我能夠真正理解“自動”二字背後的智慧，並能將這些知識融會貫通，應用到實際的開發工作中，寫齣更高效、更健壯的程序。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，要真正成為一個優秀的開發者，不僅僅是要學會寫齣能夠工作的代碼，更要理解代碼運行的“生命周期”。內存管理，特彆是垃圾迴收，就是這個生命周期中一個至關重要的環節。它直接關係到程序的性能、穩定性和資源利用效率。我手上這本《圖靈教育 垃圾迴收的算法與實現》帶著“一本書掌握自動內存迴收的機製”這樣的承諾，讓我覺得非常有價值。我不是想成為一個專業的垃圾迴收算法工程師，但我確實希望能夠對這個機製有更深刻的理解，能夠在我自己的開發實踐中，做齣更閤理的內存使用決策，甚至在遇到內存相關的問題時，能夠有更準確的判斷和解決思路。我期待這本書能夠提供一些實操性的指導，而不僅僅是理論上的講解，這樣纔能真正將知識轉化為能力。