Ruby内存管理和垃圾回收

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1. Ruby内存管理理和垃圾回收机制
2. 关于GC • GC是垃圾回收（Garbage Collection）的缩写 • GC帮助我们⾃自动释放内存（以及申请内存空间），省去 ⼿手动malloc()和free()内存的麻烦 （忘记申请内存，没有申请⾜足够的内存，忘记⼿手动释放内存 ，提前释放内 存 ，重复释放内存）
3. GC的历史 • 1958年年John McCarthy创建了了 Lisp，这是第⼀一个使⽤用⾃自动垃 圾回收机制的编程语⾔言 • Mark & Sweep 算法依然被很 多GC系统使⽤用
4. Obj Obj Obj Ruby Heap Page Ruby如何使⽤用内存 Obj Obj Obj Obj Obj Obj slot
5. Ruby如何使⽤用内存 • 初始化：申请多个 heap page（和操作系 统的heap⽆无关） • 每个heap page有408 个槽（slot），每个槽 占40字节 • 槽中⽤用于存放创建的对 象；如果超过40字 节，Ruby会额外申请 内存。 • 默认申请10000个槽 （RUBY_GC_HEAP_I NIT_SLOTS） Obj Ruby Heap Page slot Obj Obj Obj Obj Obj Obj Obj Obj
6. Ruby GC算法（2.1以前） Mark & Sweep
7. Mark & Sweep • 遍历所有的对象 • 标记不不需要回收的（即使⽤用中的）对象（Mark） • 清理理未被标记的对象即垃圾对象（Sweep）
8. Mark & Sweep • 优点：简单，容易易实现 • 缺点：Stop the world • 结果：应⽤用性能不不稳定
9. 如何鉴别垃圾 对象 对象 引⽤用 垃圾对象
10. Ruby GC算法（2.1） Generational GC（分代GC）
11. 分代GC • heap空间被分为两部分，Eden和Tomb • Eden存放新创建的对象 • Tomb存放空的heap page • 经历3次GC依然存活的对象称为old object，其他的称为 young object
12. Obj Obj Obj Obj Obj Obj Eden Tomb 分代GC
13. Minor GC和Major GC • 两种GC：minor GC和major GC • minor GC：没有空余槽⽤用于存放对象时触发。特点：耗时 少，更更加频繁。作⽤用于“年年轻”的对象 • major GC触发条件：minor GC触发后还没有⾜足够空间; 或 当oldmalloc_increase_bytes，malloc_increase_bytes或 old_objects数量量超过限制（具体可以看GC.stat)。作⽤用于 “年年⻓长”的对象
14. Garbage Collector != Garbage Compactor 垃圾回收不不会压缩heap page空间
15. Ruby的内存占⽤用 • fragmentation（碎⽚片）：只有当⼀一个heap page上的所有 slot都是空的才会被回收 • ⻓长运⾏行行的程序可能会有很多空余槽，⾮非空的heap page占⽤用 的内存不不会被释放 • fork时这些碎⽚片也会被复制，加重了了内存占⽤用
16. 解决⽅方案
17. GC tuning 参数 • RUBY_GC_HEAP_INIT_SLOTS • RUBY_GC_HEAP_FREE_SLOTS • RUBY_GC_HEAP_GROWTH_FACTOR • RUBY_GC_HEAP_GROWTH_MAX_SLOTS • RUBY_GC_MALLOC_LIMIT RUBY_GC_MALLOC_LIMIT_MAX • RUBY_GC_MALLOC_LIMIT_GROWTH_FACTOR • RUBY_GC_OLDMALLOC_LIMIT • RUBY_GC_OLDMALLOC_LIMIT_MAX • RUBY_GC_OLDMALLOC_LIMIT_GROWTH_FACTOR https://github.com/ruby/ruby/blob/ruby_2_6/gc.c#L7685
18. GC Compactor https://bugs.ruby-lang.org/issues/15626&sa=D&ust=1557178319914000
19. 启示 • Ruby的内存管理理是⼀一个典型的⽤用空间换时间案例例 • GC tuning可能不不是⼀一个好的实践，同理理⼿手动调⽤用GC.start 可能也不不是⼀一个好主意 • 写代码时要尽量量避免创建多余的对象(frozen_string_literal) • 常量量，全局变量量引⽤用的对象不不会被GC
20. 谢谢