un breve recorrido sobre el estado del arte.
ESTADO: SIN EMPEZAR
-
.. _ref_gc:
Recolección de basura
============================================================================
+.. _ref_gc_intro:
+
Introducción
----------------------------------------------------------------------------
del *heap* [#gcheap]_ una vez que el programa ha dejado de hacer referencia
a ella (y por lo tanto, ha dejado de utilizarla).
+.. [#gcheap] *Heap* es un área de memoria que se caracteriza por ser
+ dinámica (a diferencia del área de memoria estática que está disponible
+ durante toda la ejecución de un programa). Un programa puede reservar
+ memoria en tiempo de ejecución según sea necesario y liberarla cuando ya
+ no la necesita. A diferencia del *stack*, la duración de la *reserva* no
+ está atada a un bloque de código.
+
A medida que el tiempo pasa, cada vez los programas son más complejos y es
más compleja la administración de memoria. Uno de los aspectos más
importantes de un recolector de basura es lograr un mayor nivel de
(como *buffer overflows* [#gcbuff]_ o *dangling pointers* [#gcdang]_) son
la causa más frecuente de problemas de seguridad [BEZO06]_.
+.. [#gcbuff] Un *buffer overflow* (*desbordamiento de memoria* en
+ castellano) se produce cuando se copia un dato a un área de memoria que
+ no es lo suficientemente grande para contenerlo. Esto puede producir que
+ el programa sea abortado por una violación de segmento, o peor,
+ sobreescribir un área de memoria válida, en cuyo caso los resultados son
+ impredecibles.
+
+.. [#gcdang] Un *dangling pointer* (*puntero colgante* en castellano) es un
+ puntero que apunta a un área de memoria inválida. Ya sea porque el
+ elemento apuntado no es el mismo tipo o porque la memoria ya ha sido
+ liberada. Al ser desreferenciado, los resultados son impredecibles, el
+ programa podría abortarse por una violación de segmento o podrían pasar
+ peores cosas si el área de memoria fue realocada para almacenar otro
+ objeto.
+
La recolección de basura nació junto a Lisp_ a finales de 1950 y en los
siguientes años estuvo asociada principalmente a lenguajes funcionales,
pero en la actualidad está presente en prácticamente todos los lenguajes de
difícil la búsqueda de errores.
-.. [#gcheap] *Heap* es un área de memoria que se caracteriza por ser
- dinámica (a diferencia del área de memoria estática que está disponible
- durante toda la ejecución de un programa). Un programa puede reservar
- memoria en tiempo de ejecución según sea necesario y liberarla cuando ya
- no la necesita. A diferencia del *stack*, la duración de la *reserva* no
- está atada a un bloque de código.
-.. [#gcbuff] Un *buffer overflow* (*desbordamiento de memoria* en
- castellano) se produce cuando se copia un dato a un área de memoria que
- no es lo suficientemente grande para contenerlo. Esto puede producir que
- el programa sea abortado por una violación de segmento, o peor,
- sobreescribir un área de memoria válida, en cuyo caso los resultados son
- impredecibles.
-.. [#gcdang] Un *dangling pointer* (*puntero colgante* en castellano) es un
- puntero que apunta a un área de memoria inválida. Ya sea porque el
- elemento apuntado no es el mismo tipo o porque la memoria ya ha sido
- liberada. Al ser desreferenciado, los resultados son impredecibles, el
- programa podría abortarse por una violación de segmento o podrían pasar
- peores cosas si el área de memoria fue realocada para almacenar otro
- objeto.
-
Conceptos básicos
celda [#gccelda]_ alocada antes que otra nunca puede ser liberada antes
que aquella.
+ .. [#gccelda] En general en la literatura se nombra a una porción de
+ memoria alocada individualmente *celda*, *nodo* u *objeto*
+ indistintamente. En este trabajo se utilizará la misma nomenclatura
+ (haciendo mención explícita cuando alguno de estos términos se
+ refiera a otra cosa, como al nodo de una lista o a un objeto en el
+ sentido de programación orientada a objetos).
+
*Heap*:
A diferencia del *stack*, el *heap* provee un área de memoria que puede
ser obtenida dinámicamente pero sin limitaciones de orden. Es el tipo de
normalmente se lo llama *mutator* (mutador).
-.. [#gccelda] En general en la literatura se nombra a una porción de
- memoria alocada individualmente *celda*, *nodo* u *objeto*
- indistintamente. En este trabajo se utilizará la misma nomenclatura
- (haciendo mención explícita cuando alguno de estos términos se refiera
- a otra cosa, como al nodo de una lista o a un objeto en el sentido de
- programación orientada a objetos).
-
+.. _ref_gc_intro_mark:
Recorrido del grafo de conectividad
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Basura = V - Live \thickspace set
-Esto es, efectivamente, una partición del *heap*.
+Esto es, efectivamente, una partición del *heap* (ver figura
+:vref:`fig:gc-heap-parts`).
-.. TODO: figure
-.. raw:: latex
+.. fig:: fig:gc-heap-parts
- \begin{figure}[htp] \centering
+ Distintas partes de la memoria, incluyendo relación entre *basura*,
+ *live set*, *heap* y *root set*.
-.. digraph:: g1
+ .. digraph:: g1
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "4.6,3.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "4.6,3.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
- subgraph cluster_heap {
- label = "Heap";
- style = dashed;
- color = gray40;
- fontcolor = gray40;
-
- subgraph cluster_live {
- label = "Live set";
+ subgraph cluster_heap {
+ label = "Heap";
style = dashed;
color = gray40;
fontcolor = gray40;
- node [
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white,
- ];
- h1; h2; h4; h5; h6;
+
+ subgraph cluster_live {
+ label = "Live set";
+ style = dashed;
+ color = gray40;
+ fontcolor = gray40;
+ node [
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white,
+ ];
+ h1; h2; h4; h5; h6;
+ }
+
+ subgraph cluster_garbage {
+ label = "Basura";
+ style = dashed;
+ color = gray40;
+ fontcolor = gray40;
+ node [ style = filled, fillcolor = white ];
+ h7; h3;
+ }
}
- subgraph cluster_garbage {
- label = "Basura";
+ subgraph cluster_root {
+ label = "Root set";
style = dashed;
color = gray40;
fontcolor = gray40;
- node [ style = filled, fillcolor = white ];
- h7; h3;
+ node [ style = filled, fillcolor = gray96 ];
+ r0; r1; r2;
}
- }
-
- subgraph cluster_root {
- label = "Root set";
- style = dashed;
- color = gray40;
- fontcolor = gray40;
- node [ style = filled, fillcolor = gray96 ];
- r0; r1; r2;
- }
-
- r0 -> h1 -> h2 -> h5;
- r1 -> h5 -> h6 -> h1;
- r2 -> h4;
- h5 -> h4;
- h7 -> h1;
- h7 -> h3;
-
-.. raw:: latex
-
- \caption{Distintas partes de la memoria, incluyendo relación entre
- basura, live set, heap y root set.}
- \end{figure}
+
+ r0 -> h1 -> h2 -> h5;
+ r1 -> h5 -> h6 -> h1;
+ r2 -> h4;
+ h5 -> h4;
+ h7 -> h1;
+ h7 -> h3;
+
Al proceso de visitar los vértices *conectados* desde el *root set* se lo
denomina *marcado*, *fase de marcado* o *mark phase* en inglés, debido
y de esta manera tener un mejor comportamiento de la memoria virtual o del
*caché*.
+.. [#gccycle] Un ciclo es un camino donde el *vértice inicial* es el mismo
+ que el *vértice final*. Por lo tanto, los *vértices terminales* son
+ completamente arbitrarios, ya que cualquier *vértice interior* puede ser
+ un *vértice terminal*.
+
Un algoritmo simple (recursivo) de marcado *primero a lo alto* puede ser
el siguiente (asumiendo que partimos con todos los vértices sin marcar)
[#gcpseudo]_::
- mark(v)
+ function mark(v) is
if not v.marked
v.marked = true
for (src, dst) in v.edges
mark(dst)
- mark_phase()
- for r in root_set
+ function mark_phase() is
+ foreach r in root_set
mark(r)
+.. [#gcpseudo] Para presentar los algoritmos se utiliza una forma simple de
+ pseudo-código. El pseudo-código se escribe en inglés para que pueda ser
+ más fácilmente contrastado con la literatura, que está en inglés. Para
+ diferenciar posiciones de memoria y punteros de las celdas en sí, se usa
+ la misma sintaxis que C, ``r*`` denota una referencia o puntero y ``*r``
+ denota "objeto al que apunta ``r``\ ". Se sobreentiende que ``r = o``
+ siempre toma la dirección de memoria de ``o``.
+
Una vez concluido el marcado, sabemos que todos los vértices con la marca
son parte del *live set* y que todos los vértices no marcados son *basura*.
Esto es conocido también como **abstracción bicolor**, dado que en la
literatura se habla muchas veces de *colorear* las celdas. En general, una
celda sin marcar es de color blanco y una marcada de color negro.
-.. TODO: figure
+Puede observarse un ejemplo del algoritmo en la figura
+:vref:`fig:gc-mark-1`, en la cual se marca el sub-grafo apuntando por
+``r0``. Luego se marca el sub-grafo al que apunta ``r1`` (ver figura
+:vref:`fig:gc-mark-2`), concluyendo con el marcado del grafo completo,
+dejando sin marcar solamente las celdas *basura* (en blanco).
-.. raw:: latex
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO texto más largo y más largo y larguísimo porque tiene
- muchas cosas que decir]{
+.. fig:: fig:gc-mark-1
-.. digraph:: g2_1
+ Ejemplo de marcado del grafo de conectividad (parte 1).
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "2.0,2.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0];
- edge [ color = gray40 ];
+ .. subfig::
- subgraph cluster_all {
+ Se comienza a marcar el grafo por la raíz r0.
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- ];
+ .. digraph:: g2_1
- subgraph marked {
- node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
- h1;
- };
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0];
+ edge [ color = gray40 ];
- root:r0 -> h1 [ style = bold, color = black ];
- h1 -> h2 -> h5 -> h1;
- root:r1 -> h6 -> h2;
- h4 -> h3;
- h3 -> h5;
+ subgraph cluster_all {
- }
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ ];
-.. raw:: latex
+ subgraph marked {
+ node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
+ h1;
+ };
- }
- \subfigure[TODO]{
+ root:r0 -> h1 [ style = bold, color = black ];
+ h1 -> h2 -> h5 -> h1;
+ root:r1 -> h6 -> h2;
+ h4 -> h3;
+ h3 -> h5;
-.. digraph:: g2_2
+ }
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "2.0,2.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
- edge [ color = gray40 ];
+ .. subfig::
- subgraph cluster_all {
+ Luego de marcar el nodo ``h1``, se procede al ``h2``.
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- ];
+ .. digraph:: g2_2
- subgraph marked {
- node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
- h1; h2;
- };
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
+ edge [ color = gray40 ];
- root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
- h1 -> h2 [ style = bold, color = black ];
- h2 -> h5 -> h1;
- root:r1 -> h6 -> h2;
- h4 -> h3;
- h3 -> h5;
+ subgraph cluster_all {
- }
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ ];
-.. raw:: latex
+ subgraph marked {
+ node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
+ h1; h2;
+ };
- }
- \subfigure[TODO]{
+ root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
+ h1 -> h2 [ style = bold, color = black ];
+ h2 -> h5 -> h1;
+ root:r1 -> h6 -> h2;
+ h4 -> h3;
+ h3 -> h5;
-.. digraph:: g2_3
+ }
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "2.0,2.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
- edge [ color = gray40 ];
+ .. subfig::
- subgraph cluster_all {
+ Luego sigue el nodo h5.
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- ];
+ .. digraph:: g2_3
- subgraph marked {
- node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
- h1; h2; h5;
- };
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
+ edge [ color = gray40 ];
- root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
- h1 -> h2 [ color = gray10 ];
- h2 -> h5 [ style = bold, color = black ];
- h5 -> h1;
- root:r1 -> h6 -> h2;
- h4 -> h3;
- h3 -> h5;
+ subgraph cluster_all {
- }
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ ];
-.. raw:: latex
+ subgraph marked {
+ node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
+ h1; h2; h5;
+ };
- }
- \caption{TODO, part 1}
- \end{figure}
+ root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
+ h1 -> h2 [ color = gray10 ];
+ h2 -> h5 [ style = bold, color = black ];
+ h5 -> h1;
+ root:r1 -> h6 -> h2;
+ h4 -> h3;
+ h3 -> h5;
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g2_4
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "2.0,2.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
- edge [ color = gray40 ];
+ }
- subgraph cluster_all {
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- ];
+.. fig:: fig:gc-mark-2
- subgraph marked {
- node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
- h1; h2; h5;
- };
+ Ejemplo de marcado del grafo de conectividad (parte 2).
- root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
- h1 -> h2 [ color = gray10 ];
- h2 -> h5 [ color = gray10 ];
- h5 -> h1 [ style = bold, color = black ];
- root:r1 -> h6 -> h2;
- h4 -> h3;
- h3 -> h5;
+ .. subfig::
- }
+ El nodo h5 tiene una arista al h1, pero el h1 ya fue visitado, por lo
+ tanto no se visita nuevamente.
-.. raw:: latex
+ .. digraph:: g2_4
- }
- \subfigure[TODO]{
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
+ edge [ color = gray40 ];
-.. digraph:: g2_5
+ subgraph cluster_all {
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "2.0,2.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
- edge [ color = gray40 ];
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ ];
- subgraph cluster_all {
+ subgraph marked {
+ node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
+ h1; h2; h5;
+ };
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1\n*",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- ];
+ root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
+ h1 -> h2 [ color = gray10 ];
+ h2 -> h5 [ color = gray10 ];
+ h5 -> h1 [ style = bold, color = black ];
+ root:r1 -> h6 -> h2;
+ h4 -> h3;
+ h3 -> h5;
- subgraph marked {
- node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
- h1; h2; h5; h6;
- };
+ }
- root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
- h1 -> h2 [ color = gray10 ];
- h2 -> h5 [ color = gray10 ];
- h5 -> h1 [ color = gray10 ];
- root:r1 -> h6 [ style = bold, color = black ];
- h6 -> h2;
- h4 -> h3;
- h3 -> h5;
+ .. subfig::
- }
+ Se concluye el marcado del sub-grafo al que conecta r0, se procede
+ a marcar el sub-grafo al que conecta r1, marcando al nodo h6.
-.. raw:: latex
+ .. digraph:: g2_5
- }
- \subfigure[TODO]{
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
+ edge [ color = gray40 ];
-.. digraph:: g2_6
+ subgraph cluster_all {
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "2.0,2.6";
- node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
- edge [ color = gray40 ];
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1\n*",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ ];
- subgraph cluster_all {
+ subgraph marked {
+ node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
+ h1; h2; h5; h6;
+ };
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1\n*",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- ];
+ root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
+ h1 -> h2 [ color = gray10 ];
+ h2 -> h5 [ color = gray10 ];
+ h5 -> h1 [ color = gray10 ];
+ root:r1 -> h6 [ style = bold, color = black ];
+ h6 -> h2;
+ h4 -> h3;
+ h3 -> h5;
- subgraph marked {
- node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
- h1; h2; h5; h6;
- };
+ }
- root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
- h1 -> h2 [ color = gray10 ];
- h2 -> h5 [ color = gray10 ];
- h5 -> h1 [ color = gray10 ];
- root:r1 -> h6 [ color = gray10 ];
- h6 -> h2 [ style = bold, color = black ];
- h4 -> h3;
- h3 -> h5;
+ .. subfig::
- }
+ El nodo h6 tiene una arista al h2, pero éste ya fue marcado por lo
+ que no se vuelve a visitar. No hay más raíces, se finaliza el marcado
+ del grafo.
-.. raw:: latex
+ .. digraph:: g2_6
- }
- \caption{TODO, parte 2}
- \end{figure}
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ node [ shape = record, width = 0, height = 0 ];
+ edge [ color = gray40 ];
+ subgraph cluster_all {
-.. [#gccycle] Un ciclo es un camino donde el *vértice inicial* es el mismo
- que el *vértice final*. Por lo tanto, los *vértices terminales* son
- completamente arbitrarios, ya que cualquier *vértice interior* puede ser
- un *vértice terminal*.
-.. [#gcpseudo] Para presentar los algoritmos se utiliza una forma simple de
- pseudo-código. El pseudo-código se escribe en inglés para que pueda ser
- más fácilmente contrastado con la literatura, que está en inglés. Para
- diferenciar posiciones de memoria y punteros de las celdas en sí, se usa
- la misma sintaxis que C, ``r*`` denota una referencia o puntero y ``*r``
- denota "objeto al que apunta ``r``\ ". Se sobreentiende que ``r = o``
- siempre toma la dirección de memoria de ``o``.
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1\n*",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ style = filled, fillcolor = gray25, fontcolor = white ];
+ h1; h2; h5; h6;
+ };
+
+ root:r0 -> h1 [ color = gray10 ];
+ h1 -> h2 [ color = gray10 ];
+ h2 -> h5 [ color = gray10 ];
+ h5 -> h1 [ color = gray10 ];
+ root:r1 -> h6 [ color = gray10 ];
+ h6 -> h2 [ style = bold, color = black ];
+ h4 -> h3;
+ h3 -> h5;
+ }
-.. _ref_gc_tricolor:
+
+.. _ref_gc_intro_tricolor:
Abstracción tricolor
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
blanco contiene todas las celdas de memoria y los conjuntos negro y gris
están vacíos)::
- mark_phase()
- for r in root_set
+ function mark_phase() is
+ foreach r in root_set
gray_set.add(r)
while not gray_set.empty()
v = gray_set.pop()
-.. _ref_gc_services:
+.. _ref_gc_intro_services:
Servicios
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
de una capa inferior [#gclowlayer]_ y proveen servicios a una capa superior
[#gchilayer]_.
+.. [#gclowlayer] En general estos servicios están provistos directamente
+ por el sistema operativo pero también pueden estar dados por un
+ administrador de memoria de bajo nivel (o *low level allocator* en
+ inglés).
+
+.. [#gchilayer] En general estos servicios son utilizados directamente por
+ el lenguaje de programación, pero pueden ser utilizados directamente por
+ el usuario del lenguaje si éste interatúa con el recolector, ya sea por
+ algún requerimiento particular o porque el lenguaje no tiene soporte
+ diercto de recolección de basura y el recolector está implementado como
+ una biblioteca de usuario.
+
A continuación se presentan las primitivas en común que utilizan todos los
recolectores a lo largo de este documento.
usuario también.
-.. [#gclowlayer] En general estos servicios están provistos directamente
- por el sistema operativo pero también pueden estar dados por un
- administrador de memoria de bajo nivel (o *low level allocator* en
- inglés).
-.. [#gchilayer] En general estos servicios son utilizados directamente por
- el lenguaje de programación, pero pueden ser utilizados directamente por
- el usuario del lenguaje si éste interatúa con el recolector, ya sea por
- algún requerimiento particular o porque el lenguaje no tiene soporte
- diercto de recolección de basura y el recolector está implementado como
- una biblioteca de usuario.
-
-.. _ref_gc_clasic:
+.. _ref_gc_classic:
Algoritmos clásicos
----------------------------------------------------------------------------
El método consiste en tener un contador asociado a cada celda que contenga
la cantidad de celdas **vivas** que apuntan a ésta. Es decir, es la
cardinalidad del conjunto de aristas que tienen por destino a la celda.
-Formalmente podemos definir el contador math:`rc(v)` (de *reference
+Formalmente podemos definir el contador :math:`rc(v)` (de *reference
counter* en inglés) de la siguiente manera:
.. math::
Las primitivas implementadas para este tipo de recolector son las
siguientes (acompañadas de una implementación básica)::
- new()
+ function new() is
cell = alloc()
if cell is null
throw out_of_memory
cell.rc = 1
return cell
- del(cell)
+ function del(cell) is
cell.rc = cell.rc - 1
if cell.rc is 0
- for child* in cell.children
+ foreach child* in cell.children
del(*child)
free(cell)
- update(ref*, cell)
+ function update(ref*, cell) is
cell.rc = cell.rc + 1
del(*ref)
*ref = cell
+
+.. _ref_gc_rc_cycles:
+
+Ciclos
+^^^^^^
+
+El conteo de referencias tiene, sin embargo, un problema fundamental:
+**falla con estructuras cíclicas**. Esto significa que siempre que haya un
+ciclo en el grafo de conectividad, hay una pérdida de memoria potencial en
+el programa. Un ciclo es un camino :math:`\underset{v \to v}{C}`, es decir,
+el *vértice inicial* es el mismo que el *vértice final*.
+
+Cuando esto sucede, las celdas que participan del ciclo tienen siempre su
+contador mayor que 0, sin embargo puede no haber ningún elemento del *root
+set* que apunte a una celda dentro del ciclo, por lo tanto el ciclo es
+*basura* (al igual que cualquier otra celda que sea referenciada por el
+ciclo pero que no tenga otras referencias externas) y sin embargo los
+contadores no son 0. Los ciclos, por lo tanto, *rompen* la invariante del
+conteo de referencia.
+
+Hay formas de solucionar esto, pero siempre recaen en un esquema que va por
+fuera del conteo de referencias puro. En general los métodos para
+solucionar esto son variados y van desde realizar un marcado del subgrafo
+para detectar nodos hasta tener otro recolector completo de *emergencia*,
+pasando por tratar los ciclos como un todo contar las referencias al ciclo
+completo en vez de a cada celda en particular.
+
+Incluso con este problema, el conteo de referencia sin ningún tipo de
+solución en cuanto a la detección y recolección de ciclos fue utilizado en
+muchos lenguajes de programación sin que su necesidad sea tan evidente. Por
+ejemplo Python_ agregó recolección de ciclos en la versión 2.0 [NAS00]_
+(liberada en octubre de 2000) y PHP_ recién agrega detección de ciclos en
+la versión 5.3 (todavía no liberada al momento de escribir este documento)
+[PHP081]_.
+
+
+
+.. _ref_gc_rc_example:
+
Ejemplo
^^^^^^^
A continuación se presenta un ejemplo gráfico para facilitar la comprensión
-del algoritmo.
-
-Por simplicidad se asumen celdas de tamaño fijo con dos punteros, ``left``
-y ``right`` (estructura clásica para representar un árbol binario) y se
-muestra el contador de referencias abajo del nombre de cada celda. Se parte
-con una pequeña estructura ya construída y se muestra primero lo que ocurre
-al eliminar la referencia :math:`r0 \to h1`:
-
-.. TODO: figure
-
-.. raw:: latex
-
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g3_1
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- h1 [ label = "h1\n1|<l> left|<r> right" ];
- h2 [ label = "h2\n2|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n2|<l> left|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r0 -> h1 [ style = bold, color = black ];
- root:r1 -> h3;
- h1:l -> h2;
- h1:r -> h3;
- h2:l -> h4;
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2;
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g3_2
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h1;
- };
-
- h1 [ label = "h1\n0|<l> left|<r> right" ];
- h2 [ label = "h2\n2|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n2|<l> left|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r0 -> h1 [ style = invis ];
- root:r1 -> h3;
- h1:l -> h2 [ style = bold, color = black ];
- h1:r -> h3;
- h2:l -> h4;
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2;
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \caption{TODO, part 1}
- \end{figure}
-
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g3_3
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h1;
- };
-
- h1 [ label = "h1\n0|<l> left|<r> right" ];
- h2 [ label = "h2\n1|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n2|<l> left|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r0 -> h1 [ style = invis ];
- root:r1 -> h3;
- h1:l -> h2 [ style = invis ];
- h1:r -> h3 [ style = bold, color = black ];
- h2:l -> h4;
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2;
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g3_4
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h1;
- };
-
- h1 [ label = "h1\n0|<l> left|<r> right" ];
- h2 [ label = "h2\n1|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r0 -> h1 [ style = invis ];
- root:r1 -> h3;
- h1:l -> h2 [ style = invis ];
- h1:r -> h3 [ style = invis ];
- h2:l -> h4;
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2;
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \caption{TODO, parte 2}
- \end{figure}
-
-Como se observa, la celda ``h1`` queda con el contador en 0, por lo tanto
-pasa a ser *basura*. Los contadores de las celdas a las que apuntaban
-``h1.left`` y ``h1.right`` son decrementados, pero no se detecta más basura
-porque sigue existiendo un camino del *root set* a aquellas celdas, y por
-transitividad a todas aquellas celdas apuntadas por éstas. Es por esto que
-no es necesario seguir recorriendo el grafo de conectividad.
-
-A continuación se muestra como opera el algoritmo al cambiar a donde apunta
-``h3.left``, haciéndola apuntar a ``h5``. Es decir, que pasa luego de la
-operación ``update(h3.left, h5)`` (por simplicidad no se muestra más la
-celda ``h1`` que ahora es *basura*):
-
-.. TODO: figure
-
-.. raw:: latex
-
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g4_1
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- };
-
- h2 [ label = "h2\n1|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left\n*|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r1 -> h3;
- h2:l -> h4;
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2 [ style = bold, color = black ];
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g4_2
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- };
-
- h2 [ label = "h2\n1|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left\n*|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n2|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r1 -> h3;
- h2:l -> h4;
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2 [ style = bold, color = black ];
- h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \caption{TODO, part 1}
- \end{figure}
-
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g4_3
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h2;
- };
-
- h2 [ label = "h2\n0|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left\n*|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n1|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n2|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r1 -> h3;
- h2:l -> h4 [ style = bold, color = black ];
- h2:r -> h5;
- h3:l -> h2 [ style = invis ];
- h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g4_4
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h2; h4;
- };
-
- h2 [ label = "h2\n0|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left\n*|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n0|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n2|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r1 -> h3;
- h2:l -> h4 [ style = invis ];
- h2:r -> h5 [ style = bold, color = black ];
- h3:l -> h2 [ style = invis ];
- h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \caption{TODO, part 2}
- \end{figure}
-
- \begin{figure}[htp]
- \centering
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g4_5
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h2; h4;
- };
-
- h2 [ label = "h2\n0|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left\n*|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n0|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r1 -> h3;
- h2:l -> h4 [ style = invis ];
- h2:r -> h5 [ style = invis ];
- h3:l -> h5 [ style = bold, color = black ];
- h3:l -> h2 [ style = invis ];
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \subfigure[TODO]{
-
-.. digraph:: g4_6
-
- margin = 0;
- ratio = fill;
- size = "3.0,3.8";
- edge [ color = gray40 ];
- node [
- shape = record,
- width = 0,
- height = 0,
- style = filled,
- fillcolor = gray25,
- fontcolor = white
- ];
-
- subgraph cluster_all {
-
- root [
- label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
- style = filled,
- fillcolor = gray96,
- fontcolor = black,
- ];
-
- subgraph marked {
- node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
- h2; h4;
- };
-
- h2 [ label = "h2\n0|<l> left|<r> right" ];
- h3 [ label = "h3\n1|<l> left|<r> right" ];
- h4 [ label = "h4\n0|<l> left|<r> right" ];
- h5 [ label = "h5\n1|<l> left|<r> right" ];
- h6 [ label = "h6\n1|<l> left|<r> right" ];
-
- root:r1 -> h3;
- h2:l -> h4 [ style = invis ];
- h2:r -> h5 [ style = invis ];
- h3:l -> h5;
- h3:l -> h2 [ style = invis ];
- h3:r -> h6;
-
- }
-
-.. raw:: latex
-
- }
- \caption{TODO, parte 3}
- \end{figure}
-
-.. _ref_gc_cycles:
-
-TODO El problema de los ciclos
+del algoritmo. Por simplicidad se asumen celdas de tamaño fijo con dos
+punteros, ``left`` (``l``) y ``right`` (``r``) y se muestra el contador de
+referencias abajo del nombre de cada celda. Se parte con una pequeña
+estructura ya construída y se muestra como opera el algoritmo al eliminar
+o cambiar una referencia (cambios en la conectividad del grafo). En un
+comienzo todas las celdas son accesibles desde el *root set* por lo tanto
+son todas parte del *live set*.
+
+
+.. fig:: fig:gc-rc-rm-1
+
+ Eliminación de la referencia ``r0`` :math:`\to` ``h1`` (parte 1).
+
+ .. subfig::
+
+ Estado inicial del grafo de conectividad.
+
+ .. digraph:: g3_1
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ h1 [ label = "h1\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n3|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1;
+ root:r1 -> h3;
+ h1:l -> h2;
+ h1:r -> h3;
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2;
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Al ejecutarse ``update(r0, null)``, se comienza por visitar la celda
+ ``h1``.
+
+ .. digraph:: g3_2
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ h1 [ label = "h1\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n3|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = bold, color = black ];
+ root:r1 -> h3;
+ h1:l -> h2;
+ h1:r -> h3;
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2;
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Se decrementa el contador de ``h1`` quedando en 0 (pasa a ser
+ *basura*). Se elimina primero ``h1.l`` y luego ``h1.r``.
+
+ .. digraph:: g3_3
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n3|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h1:l -> h2 [ style = bold, color = black ];
+ h1:r -> h3;
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2;
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+
+.. fig:: fig:gc-rc-rm-2
+ :padding: 0.5
+
+ Eliminación de la referencia ``r0`` :math:`\to` ``h1`` (parte 2).
+
+ .. subfig::
+
+ Se decrementa el contador de ``h2`` pero no queda en 0 (permanece en
+ el *live set*).
+
+ .. digraph:: g3_4
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0\n*|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n3|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = bold, color = black ];
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2;
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ El contador de ``h3`` tampoco queda en 0, sigue en el *live set*.
+
+ .. digraph:: g3_5
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2;
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+
+Se comienza por eliminar la referencia de ``r0`` a ``h1``, que determina
+que ``h1`` se convirtió en *basura* (ver figura :vref:`fig:gc-rc-rm-1`). Esto
+conduce al decremento del contador de ``h2`` y ``h3`` que permanecen en el
+*live set* ya que sus contadores siguen siendo mayores a 0 (ver figura
+:vref:`fig:gc-rc-rm-2`).
+
+
+.. fig:: fig:gc-rc-up-1
+
+ Cambio en la referencia ``h2.l`` :math:`\to` ``h2`` a ``h2.l``
+ :math:`\to` ``h5`` (parte 1).
+
+ .. subfig::
+
+ Comienza ``update(h3.l, h5)``, se incrementa el contador de ``h5``.
+
+ .. digraph:: g4_1
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l\n*|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2;
+ h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Luego se procede a visitar las hijas de ``h3``, comenzando por ``h2``.
+
+ .. digraph:: g4_2
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l\n*|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h2:l -> h4;
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2 [ style = bold, color = black ];
+ h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Se decrementa el contador de ``h2`` y queda en 0 (pasa a ser
+ *basura*). Se eliminan las referencias a las hijas.
+
+ .. digraph:: g4_3
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1; h2;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l\n*|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h2:l -> h4 [ style = bold, color = black ];
+ h2:r -> h5;
+ h3:l -> h2 [ style = invis ];
+ h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+
+.. fig:: fig:gc-rc-up-2
+
+ Cambio en la referencia ``h2.l`` :math:`\to` ``h2`` a ``h2.l``
+ :math:`\to` ``h5`` (parte 2).
+
+ .. subfig::
+
+ Se decrementa el contador de ``h4`` quedando en 0, pasa a ser
+ *basura*. Se continúa con ``h5``.
+
+ .. digraph:: g4_4
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1; h2; h4;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l\n*|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h2:l -> h4 [ style = invis ];
+ h2:r -> h5 [ style = bold, color = black ];
+ h3:l -> h2 [ style = invis ];
+ h3:l -> h5 [ style = dotted, color = black ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Se decrementa el contador de ``h5`` pero sigue siendo mayor que 0.
+
+ .. digraph:: g4_5
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1; h2; h4;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l\n*|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h2:l -> h4 [ style = invis ];
+ h2:r -> h5 [ style = invis ];
+ h3:l -> h5 [ style = bold, color = black ];
+ h3:l -> h2 [ style = invis ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Se termina por actualizar la referencia de ``h3.l`` para que apunte
+ a ``h5``.
+
+ .. digraph:: g4_6
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1; h2; h4;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3;
+ h2:l -> h4 [ style = invis ];
+ h2:r -> h5 [ style = invis ];
+ h3:l -> h5;
+ h3:l -> h2 [ style = invis ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+
+Luego se cambia una referencia (en vez de eliminarse) realizándose la
+operación ``update(h3.l, h5)``. Para esto primero se incrementa el contador
+de referencias de ``h5`` para evitar confundirlo accidentalmente con
+*basura* si se elimina alguna celda que apuntaba a ésta. Luego se procede
+a decrementar el contador de ``h2`` que queda en 0, transformándose en
+*basura* (ver figura :vref:`fig:gc-rc-up-1`). Lo mismo pasa cuando se
+desciende a ``h4``, pero al descender a ``h5`` y decrementar el contador,
+éste sigue siendo mayor que 0 (pues ``h3`` va a apuntar a ``h5``) así que
+permanece en el *live set*. Finalmente se termina de actualizar la
+referencia ``h3.l`` para que apunte a ``h5`` (ver figura
+:vref:`fig:gc-rc-up-2`).
+
+
+.. fig:: fig:gc-rc-cycle
+ :padding: 0.5
+
+ Eliminación de la referencia ``r1`` :math:`\to` ``h3`` (pérdida de
+ memoria debido a un ciclo).
+
+ .. subfig::
+
+ El ejecutarse ``update(r1, null)`` se visita la celda ``h3``.
+
+ .. digraph:: g4_6
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1\n*",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1; h2; h4;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n2|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3 [ style = bold, color = black ];
+ h2:l -> h4 [ style = invis ];
+ h2:r -> h5 [ style = invis ];
+ h3:l -> h5;
+ h3:l -> h2 [ style = invis ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+ .. subfig::
+
+ Se decrementa el contador de ``h3`` pero sigue siendo mayor que 0 por
+ el ciclo.
+
+ .. digraph:: g5_2
+
+ margin = 0;
+ ratio = fill;
+ size = "1.9,2.6";
+ edge [ color = gray40 ];
+ node [
+ shape = record,
+ width = 0,
+ height = 0,
+ style = filled,
+ fillcolor = gray25,
+ fontcolor = white
+ ];
+
+ subgraph cluster_all {
+
+ root [
+ label = "root\nset|<r0> r0|<r1> r1\n*",
+ style = filled,
+ fillcolor = gray96,
+ fontcolor = black,
+ ];
+
+ subgraph marked {
+ node [ fillcolor = white, fontcolor = black ];
+ h1; h2; h4;
+ };
+
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h1 [ label = "h1\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h2 [ label = "h2\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h3 [ label = "h3\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h4 [ label = "h4\n0|<l> l|<r> r" ];
+ h5 [ label = "h5\n1|<l> l|<r> r" ];
+ h6 [ label = "h6\n1|<l> l|<r> r" ];
+
+ root:r0 -> h1 [ style = invis ];
+ h1:l -> h2 [ style = invis ];
+ h1:r -> h3 [ style = invis ];
+ root:r1 -> h3 [ style = invis ];
+ h2:l -> h4 [ style = invis ];
+ h2:r -> h5 [ style = invis ];
+ h3:l -> h5;
+ h3:l -> h2 [ style = invis ];
+ h3:r -> h6;
+ h6:r -> h3:r;
+
+ }
+
+
+Finalmente se presenta lo que sucede cuando se elimina la última referencia
+a un ciclo (en este caso un ciclo simple de 2 celdas: ``h3`` y ``h6``). Se
+elimina la única referencia externa al ciclo (``r1``), por lo que se visita
+la celda ``h3`` decrementando su contador de referencias, pero éste
+continúa siendo mayor que 0 porque la celda ``h6`` (parte del ciclo) la
+referencia. Por lo tanto el ciclo, y todas las celdas a las que apunta que
+no tienen otras referencias externas y por lo tanto deberían ser *basura*
+también (``h5``), no pueden ser recicladas y su memoria es perdida (ver
+figura :vref:`fig:gc-rc-cycle`).
+
+
+
+.. _ref_gc_mark_sweep:
Marcado y barrido
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-Compactado
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+.. _ref_gc_art:
-TODO
+Estado del arte
+----------------------------------------------------------------------------
+.. explicar la cantidad de cosas que hay (que son muchas) y dar algunos
+ ejemplos.
+TODO
Clasificación
-----------------------------------------------------------------------------
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
La cantidad de clasificaciones que pueden hacerse respecto a algoritmos de
recolección de basura son muy grandes. Muchas de estas clasificaciones se
.. _ref_gc_direct:
Directa / indirecta
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Generalmente se llama recolección **directa** a aquella en la cual el
compilador o lenguaje instrumenta al *mutator* de forma tal que la
cambio en él. Normalmente se utiliza un contador de referencia en cada
celda para este propósito, permitiendo almacenar en todo momento la
cantidad de nodos que apuntan a ésta (dejando de lado el :ref:`problema de
-los ciclos <ref_gc_cycles>`). Esto permite reclamar una celda
+los ciclos <ref_gc_rc_cycles>`). Esto permite reclamar una celda
instantáneamente cuando el *mutator* deja de hacer referencia a ella. Este
tipo de recolectores son, inherentemente :ref:`incrementales <ref_gc_inc>`.
.. _ref_gc_inc:
Incremental
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+^^^^^^^^^^^
Recolección incremental es aquella que se realiza de forma intercalada con
el *mutator*. En general el propósito es disminuir el tiempo de las pausas
.. _ref_gc_concurrent:
Concurrente / *stop-the-world*
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Los recolectores concurrentes son aquellos que pueden correr en paralelo
con el *mutator*. Por el contrario, aquellos que pausan el *mutator* para
consume el recolector, debido a la necesidad de re-escanear sub-grafos que
han sido modificados.
-.. _ref_gc_art:
-
-Estado del arte
-----------------------------------------------------------------------------
-
-.. explicar la cantidad de cosas que hay (que son muchas) y dar algunos
- ejemplos.
-
-TODO
Cloning
.. include:: links.rst
-.. vim: set ts=3 sts=3 sw=3 et tw=75 :
+.. vim: set ts=3 sts=3 sw=3 et tw=78 :
projects / z.facultad / 75.00 / informe.git / blobdiff