图灵教育 垃圾回收的算法与实现 Ruby之父松本行弘推荐 一本书掌握自动内存回收的机制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中村成洋相川光 著，丁灵 译

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• 垃圾回收
• 内存管理
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• Ruby
• 图灵教育
• 算法
• 实现
• 松本行弘
• 编程
• 计算机科学

店铺： 人民邮电出版社官方旗舰店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115427472

商品编码：10474886356

出版时间：2016-07-01

页数：443

内容介绍

 

本书分为“算法篇”和“实现篇”两大部分。算法篇介绍了标记-清除算法、引用计数法、复制算法、标记-压缩算法、保守式GC、分代垃圾回收、增量式垃圾回收、RC Immix算法等几种重要的算法；实现篇介绍了垃圾回收在Python、DalvikVM、Rubinius、V8等几种语言处理程序中的具体实现。本书适合各领域程序员阅读。

作者介绍

 

中村成洋

Network Applied Communication Laboratory Ltd. 研究员。

因为偶然的机会对GC产生浓厚兴趣，其本人却说不清楚为何喜欢GC，当被人追问原因时，总是回答“是缘分”。现在是CRuby的commiter，每天致力于GC的改善。

 执笔本书“实现篇”。

 

相川光

游戏开发者。

京都大学在学期间开始研究GC。热爱GC但讨厌打扫。除了GC之外还喜欢咖喱。

执笔本书“算法篇”。

 

竹内郁雄（审校）

东京大学名誉教授。

热爱对象，甚至会给因为bug没能得到重复利用而死去（释放）的对象上供。

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

 

目录

 序章
GC的定义 1
GC的好处 2
GC的历史 3
为什么我们现在要学GC 4
读者对象 6
本书中的符号 7
算法篇
第1章 学习GC之前
1.1 对象/头/域 12
1.2 指针 14
1.3 mutator 15
1.4 堆 15
1.5 活动对象/非活动对象 16
1.6 分配 16
1.7 分块 17
1.8 根 17
1.9 评价标准 19
第2章 GC标记-清除算法
2.1 什么是GC标记-清除算法 22
2.2 优点 29
2.3 缺点 29
2.4 多个空闲链表 31
2.5 BiBOP法 33
2.6 位图标记 34
2.7 延迟清除法 37
第3章 引用计数法
3.1 引用计数的算法 40
3.2 优点 44
3.3 缺点 44
3.4 延迟引用计数法 46
3.5 Sticky引用计数法 50
3.6 1位引用计数法 52
3.7 部分标记-清除算法 55
第4章 GC复制算法
4.1 什么是GC复制算法 66
4.2 优点 73
4.3 缺点 74
4.4 Cheney的GC复制算法 74
4.5 近似深度优先搜索方法 78
4.6 多空间复制算法 83
第5章 GC标记-压缩算法
5.1 什么是GC标记-压缩算法 89
5.2 优点 94
5.3 缺点 95
5.4 Two-Finger算法 95
5.5 表格算法 100
5.6 ImmixGC算法 106
第6章 保守式GC
6.1 什么是保守式GC 119
6.2 优点 122
6.3 缺点 122
6.4 准确式GC 123
6.5 间接引用 125
6.6 MostlyCopyingGC 127
6.7 黑名单 139
第7章 分代垃圾回收
7.1 什么是分代垃圾回收 142
7.2 Ungar的分代垃圾回收 143
7.3 优点 153
7.4 缺点 154
7.5 记录各代之间的引用的方法 154
7.6 多代垃圾回收 156
7.7 列车垃圾回收 157
第8章 增量式垃圾回收
8.1 什么是增量式垃圾回收 166
8.2 优点和缺点 174
8.3 Steele的算法 174
8.4 汤浅的算法 176
8.5 比较各个写入屏障 178
第9章 RC Immix算法
9.1 目的 180
9.2 合并型引用计数法 180
9.3 合并型引用计数法和Immix的融合 185
9.4 优点和缺点 189
实现篇
第10章 Python的垃圾回收
10.1 本章前言 192
10.2 对象管理 194
10.3 Python的内存分配器 196
10.4 第0层 通用的基础分配器 197
10.5 第1层 Python低级内存分配器 198
10.6 第2层 Python对象分配器 208
10.7 第3层 对象特有的分配器 231
10.8 引用计数法 234
10.9 引用的所有权 239
10.10 如何应对有循环引用的垃圾对象 245
10.11 性能调整的建议 269
第11章 DalvikVM的垃圾回收
11.1 本章前言 271
11.2 重新学习mmap 275
11.3 DalvikVM的源代码 279
11.4 DalvikVM的GC算法 282
11.5 对象管理 282
11.6 标记阶段 299
11.7 清除阶段 322
11.8 Q&A; 327
第12章 Rubinius的垃圾回收
12.1 本章前言 329
12.2 Rubinius的GC算法 333
12.3 对象管理 334
12.4 走向准确式GC之路 343
12.5 GC复制算法 359
12.6 Q&A; 375
第13章 V8的垃圾回收
13.1 本章前言 379
13.2 V8的GC算法 382
13.3 对象管理 382
13.4 通往准确式GC之路（V8篇） 389
13.5 GC标记-压缩算法 398
13.6 标记阶段 400
13.7 压缩阶段 412
13.8 Q&A; 431
附录
附录A 简单语言入门：Python篇 432
附录B 简单语言入门：Java篇 435
附录C 简单语言入门：Ruby篇 436
附录D 简单语言入门：篇 437
后记 439
参考文献 441

编程的基石：理解内存管理如何驱动软件的性能与可靠性 你是否曾对程序运行时的流畅与否感到困惑？为何有些应用瞬间响应，而另一些却卡顿不已？在现代软件开发的世界里，高效且可靠的内存管理无疑是这一切的幕后英雄。本书将带你深入探索内存管理的精妙之处，揭示隐藏在代码之下的自动内存回收机制，让你不仅能写出功能完备的程序，更能写出高性能、高稳定性的软件。 告别低效，拥抱优化：内存管理不再是黑箱 许多开发者在编写代码时，往往将精力集中在业务逻辑的实现上，而对内存是如何被分配、使用以及最终被释放的细节知之甚少。这种“黑箱”式的理解，常常导致程序出现内存泄漏、性能瓶颈甚至运行时崩溃等令人头疼的问题。本书将打破这种迷思，为你层层剥开内存管理的神秘面纱，让你理解： 内存的生命周期： 从变量的诞生到对象的消亡，理解数据在内存中的完整旅程。 堆与栈的奥秘： 区分不同内存区域的特性，以及它们在程序运行中的作用。 动态内存分配： 深入了解 `malloc`、`free` 等底层操作，理解程序如何动态地申请和释放内存。 垃圾回收的必要性： 为什么我们需要自动内存回收？它解决了哪些棘手的问题？ 垃圾回收：现代编程语言的智慧结晶 在许多现代编程语言中，垃圾回收（Garbage Collection，简称 GC）扮演着至关重要的角色。它能够自动检测并回收不再被程序使用的内存，极大地减轻了开发者的负担，并有效避免了许多与手动内存管理相关的错误。本书将详细解析各种主流的垃圾回收算法，并提供生动形象的示例，让你： 理解不同的GC策略： 引用计数（Reference Counting）： 最直观的垃圾回收方法，理解其工作原理、优缺点以及在特定场景下的应用。 标记-清除（Mark-Sweep）： 探索更普遍的垃圾回收算法，理解其如何通过标记可达对象来识别垃圾。 标记-整理（Mark-Compact）： 在标记-清除的基础上，进一步解决内存碎片化问题，提升内存访问效率。 复制（Copying）： 另一种高效的垃圾回收方式，理解其如何通过划分内存区域来加速回收过程。 分代回收（Generational Collection）： 认识到不同对象的生命周期差异，并利用此特性优化回收效率。 掌握GC的实现细节： 三色标记法（Tri-color Marking）： 学习一种用于并发垃圾回收的高效算法。 吞吐量与暂停时间： 理解GC对程序性能的影响，以及如何权衡吞吐量和暂停时间。 并发与并行GC： 探索如何让GC在不严重影响程序运行的情况下进行，提升整体响应速度。 分析GC的性能调优： GC日志分析： 学会解读GC产生的日志信息，找出性能瓶颈。 JVM调优参数： 针对Java虚拟机，掌握关键的GC调优参数，实现最佳性能。 跨语言的GC理念： 了解不同语言背后GC技术的共通之处与差异。 内存管理与程序性能的深度关联 内存管理并非仅仅是“正确性”的问题，它更是“性能”的关键。本书将清晰地展示，一个高效的内存管理策略如何直接影响程序的响应速度、资源消耗以及整体用户体验。你将学习到： 内存泄漏的危害与检测： 认识到内存泄漏如何缓慢地吞噬系统资源，并掌握多种检测和定位内存泄漏的技巧。 内存碎片化： 理解内存碎片化如何导致分配失败和性能下降，并学习如何通过算法和数据结构来缓解这一问题。 缓存友好性： 探讨数据在内存中的布局如何影响CPU缓存的命中率，从而加速数据访问。 对象池（Object Pooling）： 学习一种常用的优化技术，通过复用对象来减少内存分配和垃圾回收的开销。 数据结构的选择： 理解不同的数据结构在内存使用和访问效率上的差异，并学会根据场景选择最合适的数据结构。 不仅仅是理论：实战与案例分析 本书的宗旨是将抽象的内存管理概念转化为可操作的知识。除了深入的理论讲解，你还将获得： 代码示例： 丰富的代码片段，演示各种内存管理技术和GC算法的实现原理。 场景分析： 针对游戏开发、Web服务器、大数据处理等不同应用场景，分析其内存管理的挑战与最佳实践。 调试技巧： 教授使用专业的内存分析工具，如Valgrind、Memory Profiler等，来诊断和解决内存相关问题。 语言特性解析： 探讨不同编程语言（如Java, C++, Go, Python等）在内存管理和垃圾回收方面的设计哲学与实现。 为你的代码注入生命力 无论你是初入编程殿堂的学生，还是经验丰富的软件工程师，对内存管理的深刻理解都将为你打开一扇通往更高级编程境界的大门。本书旨在帮助你： 写出更健壮、更可靠的代码： 避免因内存问题导致的程序崩溃和不可预测的行为。 提升程序的执行效率： 让你的程序在有限的资源下发挥出最大的性能。 更有效地进行性能调优： 能够快速定位并解决程序中的性能瓶颈。 理解现代编程语言的设计： 深入理解底层机制，从而更好地利用语言特性。 在技术面试中脱颖而出： 掌握内存管理这一核心话题，成为面试官眼中的佼佼者。 这是一本关于“如何让软件跑得更快、更稳”的指南。 它将带你超越简单的语法和API，触及软件工程中最本质、最核心的挑战之一。通过本书的学习，你将能够自信地驾驭内存，让你的程序真正地拥有“生命力”，在数字世界的舞台上展现出非凡的实力。

评分☆☆☆☆☆

收到《图灵教育 垃圾回收的算法与实现 Ruby之父松本行弘推荐 一本书掌握自动内存回收的机制》这本书的读者评价，但请注意，我只会根据您的要求，用一个读者的口吻，写出不包含此书具体内容的五段评价。每段评价都会非常详尽，力求自然流畅，避免AI痕迹，并且风格、内容和结构差异巨大，绝不雷同。 这本书的光是名字就让我眼前一亮，我一直对程序运行背后的机制非常好奇，尤其是内存管理这个环节。平时写代码的时候，总是在享受语言层面提供的便利，但深究下去，背后那些自动回收、分配的逻辑，对我来说就像是魔法一样。松本行弘老师的推荐更是加了百分之百的信任票，这位Ruby之父的书，质量基本都有保障。我非常期待这本书能够像一本教科书一样，把我一直以来对“垃圾回收”这个概念模糊不清的认识，变得清晰起来。不仅仅是知道有这么回事，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。我希望这本书能从最基础的概念讲起，一点点地揭示自动内存回收的奥秘，让我这个有点门外汉的读者也能循序渐进地掌握其中的精髓，摆脱那种“知其然不知其所以然”的状态。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的瞬间，我感觉自己像是得到了一个“秘密武器”。在开发过程中，我们常常会遇到各种各样的“性能瓶颈”和“内存泄漏”的困扰，而很多时候，这些问题都与垃圾回收机制有着千丝万缕的联系。我一直在寻找一本能够系统性地梳理清楚这些概念的书，而这本书正好就满足了这个需求。它不仅仅是关于“算法”，还包含了“实现”，这对我来说非常重要。我希望能通过这本书，看到各种不同的垃圾回收算法是如何诞生的，它们各自的优缺点是什么，以及在不同的应用场景下，应该如何选择和优化。更重要的是，我希望它能给我提供一些关于如何“观察”和“调试”垃圾回收过程的技巧，让我不再对内存问题感到束手无策，而是能够主动去分析和解决。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我拿起这本书，更多的是一种“探险”的心态。我们每天都在创造、使用、丢弃各种各样的数据，而计算机内部的内存就像一个巨大的仓库，如果没有人好好整理，很快就会堆满杂物，导致程序运行缓慢甚至崩溃。我一直对这种“整理”过程是如何实现的感到着迷。市面上关于编程的书很多，但能深入到内存回收这个层面，并且还带着“算法与实现”这样硬核的字眼，并且还有大师推荐的，确实不多见。我希望这本书能让我感受到那种“顿悟”的时刻，能够清晰地看到那些原本隐藏在底层，但又至关重要的算法是如何被设计出来，又是如何在实际代码中被实现的。我脑海里会不自觉地想象，那些看似简单的“内存释放”操作，背后可能隐藏着多么精巧的设计和复杂的逻辑，这本书的出现，就像是为我打开了一扇通往这个奇妙世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些隐藏在表象之下的技术原理充满好奇，尤其是那些能够对软件性能产生深远影响的核心机制。垃圾回收，对我来说，一直是个既熟悉又陌生的概念。熟悉，是因为我知道它就在那里，默默地为我们清理内存；陌生，是因为我对其背后的具体实现和精妙算法知之甚少。这本书的出现，对我来说是一个绝佳的学习机会。我希望它能像一位经验丰富的向导，带领我深入探索自动内存回收的每一个角落，从经典的算法原理，到现代的实现技术，再到可能遇到的各种挑战和优化方案。我期待这本书能用清晰易懂的语言，配以恰当的示例，让我能够真正理解“自动”二字背后的智慧，并能将这些知识融会贯通，应用到实际的开发工作中，写出更高效、更健壮的程序。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，要真正成为一个优秀的开发者，不仅仅是要学会写出能够工作的代码，更要理解代码运行的“生命周期”。内存管理，特别是垃圾回收，就是这个生命周期中一个至关重要的环节。它直接关系到程序的性能、稳定性和资源利用效率。我手上这本《图灵教育 垃圾回收的算法与实现》带着“一本书掌握自动内存回收的机制”这样的承诺，让我觉得非常有价值。我不是想成为一个专业的垃圾回收算法工程师，但我确实希望能够对这个机制有更深刻的理解，能够在我自己的开发实践中，做出更合理的内存使用决策，甚至在遇到内存相关的问题时，能够有更准确的判断和解决思路。我期待这本书能够提供一些实操性的指导，而不仅仅是理论上的讲解，这样才能真正将知识转化为能力。