引用计数
复习
- 语言运行时：负责内存管理等服务
- 对象布局：对象在内存中的表示
- 时间与空间的交换：用空间换时间
TL;DR
- 引用计数为每个对象记录被引用的次数
- 计数归零就回收，及时而且简单
- 代价是每次引用变化都要维护计数
- 最大的问题是无法回收“循环引用”
正文
自动内存管理有两条主要路线，先看比较直观的一条：引用计数（reference counting）。
数一数有多少人在用它
引用计数的想法很朴素：给每个对象记一个数，表示“当前有多少地方在引用它”。
- 有人引用它（比如赋给一个变量、放进一个容器），计数加一
- 有人不再引用它，计数减一
- 计数减到 0，说明再也没人用它了，立刻回收
它的优点是及时：没人用了马上回收，不用等；实现也相对简单。程序一旦不再引用某对象，内存立刻就能腾出来。
代价
但“每次引用变化都要改计数”，本身就是开销：
- 每次赋值、传参、出作用域……都可能触发计数增减
- 频繁的计数操作会拖慢程序
- 多线程下，计数还得同步，开销更大
- 每个对象还要多存一个计数字段，占空间
所以，引用计数是“用运行时的计数开销，换及时、简单的回收”。又是一次交换。
循环引用：它的死穴
引用计数有一个著名的问题：循环引用。
设想两个对象互相引用：A 引用 B，B 也引用 A，此外再没人用它们了。此时：
- A 的计数是 1（被 B 引用），不是 0
- B 的计数也是 1（被 A 引用），不是 0
于是它们谁也不会被回收，即使整个程序已经用不到它们了。这对引用计数来说，是死结——因为它是靠“局部的计数”判断的，看不到“整体都已无用”这个事实。
要解决循环引用，就需要一种全局视角的回收方式：从“谁还在用”出发，判断哪些对象真正还能被到达。这就是下一章的追踪式垃圾回收。
思考题 1
引用计数在什么时候回收对象？
思考题 2
引用计数的“循环引用”问题，是什么？
小结
知识点
- 引用计数为每个对象记录被引用次数
- 计数减到 0 时立即回收
- 优点是及时、简单，代价是计数开销
- 无法回收互相引用的对象
参考资料
- Wikipedia(zh)：引用计数：按引用数量管理内存
- Wikipedia(zh)：垃圾回收：自动内存管理的机制
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
当某个对象的引用计数减到 0 时，说明已经没有任何地方引用它，引用计数机制便会立即回收它。回收是即时的，不必等待其他时机。
思考题 2
当两个或多个对象互相引用、形成环，而外部已不再引用它们时，它们彼此的计数都不为 0，于是都不会被回收。即使实际已无人使用，内存也无法释放，这就是循环引用问题。
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设计师 | 南国微雪