嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的存儲(chǔ)碎片收集策略

隨著嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)象處理量的急劇增加，對(duì)存儲(chǔ)碎片收集的實(shí)時(shí)性能的要求也顯得日益突出，本文介紹的真正高效、實(shí)時(shí)、確定性的兩種存儲(chǔ)碎片收集技術(shù)將對(duì)(中國(guó))工程師提供策略上的指導(dǎo)。 


在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，Java程序員并不需要弄清楚哪些數(shù)據(jù)占用了哪些存儲(chǔ)器或者應(yīng)該在什么位置釋放哪些存儲(chǔ)空間，設(shè)計(jì)工程師只需要簡(jiǎn)單地分配對(duì)象而后由系統(tǒng)來(lái)釋放這些資源。這樣就可以完全消除懸浮指針錯(cuò)誤，因而極大地減小存儲(chǔ)空間浪費(fèi)的可能性。由于并不需要一些顯式的規(guī)則來(lái)指定這些存儲(chǔ)空間的釋放，因此簡(jiǎn)化了接口并且增強(qiáng)了軟件復(fù)用。自動(dòng)診測(cè)并釋放這些不再使用的對(duì)象的系統(tǒng)進(jìn)程稱(chēng)為存儲(chǔ)碎片收集(garbage collection)。 


假如存儲(chǔ)碎片收集真有這么好，人們也許會(huì)懷疑為什么在ANSI C++中不具備這樣的功能。事實(shí)上，C++語(yǔ)言擴(kuò)充版允許程序員將一些類(lèi)型指定為“受控對(duì)象類(lèi)型”，比如在Microsoft Visual C++的.NET平臺(tái)中就能找到這種應(yīng)用。這些受控對(duì)象在一定的條件下，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存儲(chǔ)碎片收集。問(wèn)題的關(guān)鍵是存儲(chǔ)碎片收集器必須能夠找到所有的對(duì)象指針。由于C++允許將指針映射為其它類(lèi)型，所以通常情況下無(wú)法追蹤所有的指針。

 


關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集是對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)碎片收集算法的一個(gè)重大改進(jìn)?；镜乃悸肪褪顷P(guān)注最新的對(duì)象。這是由于大多數(shù)對(duì)象都是很快產(chǎn)生而又很快消失，這些很快消失的對(duì)象集通常構(gòu)成了絕大部分存儲(chǔ)碎片。當(dāng)然事情遠(yuǎn)比這要復(fù)雜。 


彈性清除存儲(chǔ)碎片 


基于“標(biāo)示和掃描”方式的傳統(tǒng)存儲(chǔ)碎片收集算法工作過(guò)程如下：當(dāng)存儲(chǔ)空間太低(下降到一個(gè)失效的新值)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)停止所有用戶(hù)線(xiàn)程，定位無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)的對(duì)象集合并且釋放這些對(duì)象。要做到這一點(diǎn)就必須檢查每一個(gè)對(duì)象索引，如從“根”開(kāi)始的局部變量和靜態(tài)類(lèi)型域。檢查每一個(gè)索引的對(duì)象確定其是否已經(jīng)被標(biāo)記過(guò)。如果沒(méi)有，首先標(biāo)記該對(duì)象并且對(duì)它所有的索引進(jìn)行處理，否則就繼續(xù)處理下一個(gè)索引。這一過(guò)程結(jié)束后，任何未被標(biāo)示的對(duì)象都被認(rèn)為是無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)的對(duì)象，因而可以回收再利用其占用的存儲(chǔ)空間。由于這種技術(shù)能夠正確地檢測(cè)被其它消失對(duì)象索引的成組消失對(duì)象，因而要比索引計(jì)數(shù)機(jī)制高明。圖1和圖2分別顯示出這一對(duì)應(yīng)過(guò)程前/后的圖像。 


當(dāng)然存儲(chǔ)空間在任何時(shí)候都有可能出現(xiàn)自由空間過(guò)低的情況，并且標(biāo)示和掃描過(guò)程所需要的時(shí)間正比于對(duì)象以及索引的數(shù)量，因而就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)用程序可能周期性地出現(xiàn)不響應(yīng)或者滯后短暫的時(shí)間間隔才開(kāi)始響應(yīng)的問(wèn)題。這樣的滯后在實(shí)時(shí)系統(tǒng)甚至是在“軟”實(shí)時(shí)的系統(tǒng)中都是不能接受的。 


有的設(shè)計(jì)師試圖使用一種稱(chēng)為增量式存儲(chǔ)碎片收集(incremental garbage collector)的技術(shù)來(lái)確保這種應(yīng)用的滯后時(shí)間最小。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是存儲(chǔ)碎片收集器僅僅在一個(gè)固定的時(shí)間增量上運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束之后交給用戶(hù)線(xiàn)程一個(gè)重新執(zhí)行的機(jī)會(huì)。應(yīng)用程序有更多時(shí)間運(yùn)行之后，增量式存儲(chǔ)碎片收集器將從原來(lái)停止的位置處繼續(xù)工作。注意：當(dāng)應(yīng)用程序線(xiàn)程先占了存儲(chǔ)碎片收集器線(xiàn)程后，有的存儲(chǔ)碎片收集器必須從頭開(kāi)始重新運(yùn)行，這樣的存儲(chǔ)碎片收集器就稱(chēng)為可以被搶先的，但不是增量式的。 


可以搶先式以及增量式存儲(chǔ)碎片收集器都聲稱(chēng)可以減少滯后時(shí)間，但是這些算法效率的差異卻很大。對(duì)搶先式存儲(chǔ)碎片收集器來(lái)說(shuō)，如果經(jīng)常被搶先，那么收集器線(xiàn)程永遠(yuǎn)無(wú)法進(jìn)一步執(zhí)行，因而也就沒(méi)有任何的用處。同樣，如果存儲(chǔ)碎片收集只有當(dāng)某一個(gè)應(yīng)用線(xiàn)程極度缺乏存儲(chǔ)空間時(shí)才啟動(dòng)執(zhí)行的話(huà)，那么至少該線(xiàn)程(如果不是完整的應(yīng)用程序)必須滯后運(yùn)行，因?yàn)樵摼€(xiàn)程要在存儲(chǔ)碎片收集線(xiàn)程釋放存儲(chǔ)空間之后才能繼續(xù)運(yùn)行。 


收集器時(shí)間增量的長(zhǎng)度也稱(chēng)為等待時(shí)間，它對(duì)于應(yīng)用的響應(yīng)同樣也是十分關(guān)鍵的。取決于應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)時(shí)間增量，其范圍大約從幾秒到幾十分之一毫秒。時(shí)間增量越小，應(yīng)用的響應(yīng)就越具有實(shí)時(shí)性。很顯然，在應(yīng)用的響應(yīng)速度與存儲(chǔ)空間收集器的工作能力之間存在一種工程折衷。 


一個(gè)去碎片(defragmenting)的存儲(chǔ)碎片收集器可以在存儲(chǔ)器空間各處移動(dòng)有效對(duì)象，并且將閑置的存儲(chǔ)器空間合并成少數(shù)更大的存儲(chǔ)器區(qū)塊。如果不具備這種去碎片的能力，那么可用的存儲(chǔ)器空間將被分隔成許多小的存儲(chǔ)器小塊，因而最終大對(duì)象的存儲(chǔ)空間分配可能失敗(特別是在長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間的程序中)。 


由于系統(tǒng)越來(lái)越難找到足夠大的自由存儲(chǔ)器空間以滿(mǎn)足應(yīng)用程序的需要，因此存儲(chǔ)器去碎片也會(huì)導(dǎo)致每一次的存儲(chǔ)空間分配操作要花更長(zhǎng)的時(shí)間。相反，在一個(gè)已經(jīng)去碎片的存儲(chǔ)器空間中，存儲(chǔ)空間的分配要快得多。系統(tǒng)只需要增值一個(gè)自由指針，這并不比為一種功能調(diào)用而分配一個(gè)堆棧結(jié)構(gòu)更困難。 


去碎片存儲(chǔ)碎片收集器通常將存儲(chǔ)空間分為幾個(gè)區(qū)域。一個(gè)區(qū)域的存儲(chǔ)碎片收集完成之后，通常將該區(qū)域中的有效對(duì)象集中到其它區(qū)域中去。這一過(guò)程結(jié)束后，原來(lái)的區(qū)域會(huì)被清空，而且目標(biāo)區(qū)域中也不存在任何間隙。當(dāng)然這還需要附加存儲(chǔ)器，然后才能消除存儲(chǔ)器碎片。 

關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集 

關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集(generational garbage collection)的工作方式如下：許多存儲(chǔ)器區(qū)域被指定為存放新產(chǎn)生對(duì)象的特殊場(chǎng)所。當(dāng)這些對(duì)象存在的時(shí)間變長(zhǎng)(存活的時(shí)間變長(zhǎng)，在存儲(chǔ)碎片收集期間依然存活)，就會(huì)將它們從這一特殊區(qū)域轉(zhuǎn)移出去并且放到主存儲(chǔ)區(qū)域。某些關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集算法甚至還區(qū)分幾個(gè)“較早的”代。.NET平臺(tái)以及C＃語(yǔ)言的存儲(chǔ)碎片收集器可以區(qū)分三代，所以可以將第一代與存放新產(chǎn)生對(duì)象的區(qū)域分別開(kāi)來(lái)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，介紹僅有兩代的情況，多代的算法與此相似，只是管理操作方面的運(yùn)算更多。 


關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集僅僅考慮新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，它假定所有駐留在非新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域的對(duì)象仍然在被引用(也就是說(shuō)它們?nèi)匀皇怯行У?。要做到這一點(diǎn)，就需要有一種方法來(lái)計(jì)算所有索引了新產(chǎn)生對(duì)象的集合。為了加速這一過(guò)程，需要維護(hù)一個(gè)獨(dú)立的“老對(duì)象到新產(chǎn)生對(duì)象的索引”表，這一索引表列出了所有非新產(chǎn)生對(duì)象對(duì)于新產(chǎn)生對(duì)象的索引。這一表格極大地加速了新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域?qū)ο蟮臋z查，與此同時(shí)非新產(chǎn)生對(duì)象則根本不需要檢查。 


也許有人會(huì)關(guān)心：開(kāi)始的時(shí)候如何追蹤非新產(chǎn)生對(duì)象對(duì)新產(chǎn)生對(duì)象的索引？答案在于一種稱(chēng)為“寫(xiě)屏蔽”技術(shù)。寫(xiě)屏蔽監(jiān)視所有的存儲(chǔ)操作，并且不斷查詢(xún)“正在存儲(chǔ)的對(duì)象索引了非新產(chǎn)生的對(duì)象嗎”？如果是這樣，接下來(lái)就會(huì)詢(xún)問(wèn)是否將正在被寫(xiě)的舊值以及/或正在被存儲(chǔ)的新值進(jìn)行了索引，并產(chǎn)生了新的對(duì)象。此外，還要對(duì)這一組老對(duì)象到新產(chǎn)生對(duì)象的索引進(jìn)行相關(guān)的刷新。請(qǐng)注意：通過(guò)比較索引的地址與新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域的邊界地址，存儲(chǔ)碎片收集器可以迅速地判定一個(gè)索引是否指向了一個(gè)新產(chǎn)生的對(duì)象。 


典型應(yīng)用的實(shí)際測(cè)試表明：老對(duì)象到新產(chǎn)生對(duì)象的索引集合通常都比較小。測(cè)試也證實(shí)關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集可以線(xiàn)性地分配空間收集工作。也就是說(shuō)，關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集在大約八分之一全部存儲(chǔ)碎片收集的時(shí)間里可以收集到最新的第八個(gè)存儲(chǔ)器空間。這將釋放比八分之一存儲(chǔ)碎片要多得多的空間。 


圖3顯示了存儲(chǔ)碎片收集之前的一種情況。新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)空間包含三個(gè)對(duì)象：C、D和E。對(duì)象C包含到對(duì)象E的索引。主要存儲(chǔ)器區(qū)域包含兩個(gè)對(duì)象：A和B。對(duì)象A包含到對(duì)象C的索引。這一個(gè)索引被記錄在“老對(duì)象到新產(chǎn)生對(duì)象”的集合中。根索引集合包含到A和E的索引。 


這個(gè)實(shí)例顯示了對(duì)新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域同時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)碎片收集和去碎片的情況。同時(shí)也顯示了對(duì)新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行存儲(chǔ)碎片收集并且直接收集到主存儲(chǔ)空間中的情況。這樣可以提升新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域中的所有對(duì)象。也就是說(shuō)，這些對(duì)象下一輪的關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集過(guò)程中將不再被檢查。如果算法支持幾代關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集過(guò)程，那么就需要通過(guò)存儲(chǔ)器去碎片技術(shù)整合到一個(gè)區(qū)域并且進(jìn)行更高一代關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集。 


在關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集過(guò)程中，根到A的索引將被忽略，但是根到E的索引將把E標(biāo)示為有效，所以在目標(biāo)區(qū)域中會(huì)創(chuàng)建E的一個(gè)副本，并且刷新C到E的索引。 


E不包括任何索引，因而對(duì)E不作任何處理。老對(duì)象到新產(chǎn)生對(duì)象的集合也需要檢查，在檢查中會(huì)發(fā)現(xiàn)A到C的索引。C會(huì)被標(biāo)示為有效，所以在目標(biāo)區(qū)域中就會(huì)創(chuàng)建C的一個(gè)副本，并且刷新從A到C的索引。對(duì)象C包含一個(gè)到E的索引。由于E已經(jīng)被復(fù)制，C中的索引被刷新，但是無(wú)需再?gòu)?fù)制E。而無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)的對(duì)象D則不會(huì)被復(fù)制，因此該區(qū)域重新整理時(shí)D就會(huì)被刪除。這樣就會(huì)產(chǎn)生圖4中顯示出的結(jié)果。 


增量式存儲(chǔ)碎片收集 


增量式存儲(chǔ)碎片收集(incremental garbage collection)比關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集更加復(fù)雜。盡管現(xiàn)在有幾種不同的實(shí)現(xiàn)方式都聲稱(chēng)是增量式存儲(chǔ)碎片收集，但事實(shí)上這是多年來(lái)懸而未決的問(wèn)題。下面描述增量式存儲(chǔ)碎片收集的一種特定的實(shí)現(xiàn)方式。 

考慮在“來(lái)源”和“目的”區(qū)域上運(yùn)行的一個(gè)去碎片存儲(chǔ)碎片收集器(關(guān)聯(lián)型或者非關(guān)聯(lián)型)。隨著存儲(chǔ)碎片收集的進(jìn)行，“來(lái)源”區(qū)域中的全部有效對(duì)象都會(huì)移到“目的”區(qū)域。復(fù)制過(guò)程由索引遍歷來(lái)驅(qū)動(dòng)。每一個(gè)索引都采取以下的處理方式：如果目標(biāo)對(duì)象還沒(méi)有被復(fù)制，那么就復(fù)制該目標(biāo)對(duì)象，并且將其索引添加到要處理的索引列表中。最初的索引都要重新改寫(xiě)以反映對(duì)象的新位置，并且指向目標(biāo)對(duì)象新位置的一個(gè)前向地址會(huì)保留在那個(gè)對(duì)象最初的“來(lái)源位置”處。當(dāng)所有索引的對(duì)象都已經(jīng)被復(fù)制，并且所有的索引都已經(jīng)重新改寫(xiě)，那么存儲(chǔ)碎片收集(那一個(gè)區(qū)域的)就結(jié)束，并且“來(lái)源”區(qū)域可以重新使用。 


增量式存儲(chǔ)碎片收集通常采取突發(fā)、短時(shí)運(yùn)行方式。在這些突發(fā)的運(yùn)行之間，允許用戶(hù)線(xiàn)程運(yùn)行，這樣就可以減少等待時(shí)間。當(dāng)然，在用戶(hù)線(xiàn)程執(zhí)行之前，存儲(chǔ)碎片收集器并不能夠保證對(duì)一個(gè)對(duì)象的所有索引都進(jìn)行合適的重新改寫(xiě)。那么當(dāng)索引僅僅修正了一半的時(shí)候，程序怎樣才能準(zhǔn)確無(wú)誤地繼續(xù)運(yùn)行？答案同樣也在于寫(xiě)屏蔽。 


當(dāng)程序試圖對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行檢查，以確保被寫(xiě)入的對(duì)象是否正在被存儲(chǔ)碎片收集器移走。如果是這樣，那么寫(xiě)操作就會(huì)在舊的位置和新的位置同時(shí)進(jìn)行。這樣的技術(shù)避免了“讀屏蔽”的必要性，同時(shí)也保證借助于沒(méi)有被修正的索引，所作的修改不會(huì)被丟失。 


聰明的讀者會(huì)注意到：對(duì)象索引的集合在突發(fā)的存儲(chǔ)碎片收集之間可能會(huì)改變。去掉索引應(yīng)該沒(méi)有什么壞處。存儲(chǔ)碎片收集器已經(jīng)標(biāo)示出：一個(gè)對(duì)象是有效對(duì)象移去之后這個(gè)對(duì)象最后的索引，那么該對(duì)象肯定可以在下一次的存儲(chǔ)碎片收集過(guò)程中收集起來(lái)。 


然而必須小心處理索引的增加。存儲(chǔ)碎片收集進(jìn)程“正在處理”的過(guò)程中，每一次存儲(chǔ)一個(gè)新的索引時(shí)，當(dāng)存儲(chǔ)碎片收集繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，必須將該索引添加到需要處理的索引列表中。同樣寫(xiě)屏蔽也要確保這一過(guò)程將工作正常。 


在增量式存儲(chǔ)碎片收集過(guò)程中，關(guān)于新對(duì)象的創(chuàng)建也有其它巧妙的細(xì)節(jié)。這些對(duì)象必須小心地分配在一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域中，存儲(chǔ)碎片收集結(jié)束后，該區(qū)域?qū)⒊蔀樾庐a(chǎn)生對(duì)象的存儲(chǔ)區(qū)域。如果能讓這些新對(duì)象立即參與當(dāng)前的存儲(chǔ)碎片收集過(guò)程，那么它們就可以迅速升級(jí)。而采用其它方法，它們則會(huì)錯(cuò)過(guò)最開(kāi)始的機(jī)會(huì)，并且沒(méi)有機(jī)會(huì)存儲(chǔ)在新產(chǎn)生對(duì)象的存儲(chǔ)空間中，并通過(guò)關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集器來(lái)進(jìn)行快速收集。 


新的問(wèn)題 


通過(guò)上面所有的討論，存儲(chǔ)碎片收集聽(tīng)上去比實(shí)際情況更直觀。系統(tǒng)執(zhí)行應(yīng)用程序代碼需要花費(fèi)的時(shí)間總量，以及執(zhí)行存儲(chǔ)碎片收集的時(shí)間總量之間存在某種精細(xì)的平衡。如果系統(tǒng)需要花費(fèi)太多的時(shí)間去實(shí)施存儲(chǔ)碎片收集，那么數(shù)據(jù)吞吐量就會(huì)受到影響。如果系統(tǒng)花費(fèi)太多的時(shí)間去執(zhí)行應(yīng)用程序代碼，那么存儲(chǔ)碎片收集器就不能進(jìn)一步運(yùn)行下去，最終導(dǎo)致應(yīng)用程序必須等待完整的存儲(chǔ)碎片收集完成，所以最壞情況下，滯后問(wèn)題可能得不到解決，當(dāng)然這種情況極為稀少。 


由于存儲(chǔ)碎片收集器上的負(fù)載隨應(yīng)用行為而變化，因此僅僅調(diào)節(jié)存儲(chǔ)碎片收集的靜態(tài)參數(shù)不太可能達(dá)到較好的平衡。要切實(shí)解決這一問(wèn)題，存儲(chǔ)碎片收集子系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)視其自身與應(yīng)用的相對(duì)情況。應(yīng)用分配了多少存儲(chǔ)器？存儲(chǔ)器從新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域到主要存儲(chǔ)區(qū)域之間的升級(jí)有多快？存儲(chǔ)碎片收集正在順利進(jìn)行還是已經(jīng)滯后？如果已經(jīng)滯后，那么應(yīng)該怎么辦？需要更加頻繁地實(shí)施關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集或者將對(duì)象在新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域中保持更長(zhǎng)的時(shí)間嗎？在哪一個(gè)特定時(shí)刻必須實(shí)施一輪完整的存儲(chǔ)碎片收集，以確保所有存儲(chǔ)器在消耗光之前有時(shí)間來(lái)完成這一過(guò)程？ 


關(guān)鍵的一點(diǎn)是“協(xié)調(diào)步伐”以確保存儲(chǔ)碎片收集器總是在應(yīng)用程序之前，避免最終可能產(chǎn)生的所有滯后，并且獲得真正的實(shí)時(shí)性和確定型的行為。當(dāng)然，通常這都取決于應(yīng)用行為良好這樣的假定，也就是說(shuō)，這些應(yīng)用并不會(huì)非?？焖俚胤峙浜歪尫糯鎯?chǔ)空間，從而導(dǎo)致存儲(chǔ)碎片收集器不能協(xié)調(diào)工作。在那種情況下，因?yàn)闆](méi)有足夠的存儲(chǔ)空間可以使用，會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)碎片收集器需要花時(shí)間來(lái)釋放存儲(chǔ)器。需要多少緩沖器取決于存儲(chǔ)碎片收集器的效率以及最壞情況下應(yīng)用的行為。提高關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集的效率，就減少了需要獲得實(shí)時(shí)性能所必須的緩沖器總數(shù)。 

 


討論如何達(dá)到這樣的一種奇跡超出了本文的范疇。一個(gè)優(yōu)秀的存儲(chǔ)碎片收集器應(yīng)該能夠體現(xiàn)許多關(guān)于內(nèi)部的信息。 


存儲(chǔ)碎片收集器的評(píng)價(jià) 


在評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能時(shí)，存儲(chǔ)器使用以及存儲(chǔ)碎片收集的開(kāi)銷(xiāo)是關(guān)鍵的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。許多存儲(chǔ)碎片收集器都提供一種測(cè)量API來(lái)查詢(xún)存儲(chǔ)空間的創(chuàng)建、收集、以及從新產(chǎn)生對(duì)象存儲(chǔ)空間到主要存儲(chǔ)器空間升級(jí)的比率。跟蹤應(yīng)用隨時(shí)間的行為的能力，對(duì)于進(jìn)一步的性能調(diào)整很有價(jià)值。 


對(duì)性能進(jìn)一步調(diào)整的工具通常關(guān)注測(cè)量對(duì)象創(chuàng)建和撤銷(xiāo)的比率。高明的程序員通常都知道如何通過(guò)重寫(xiě)代碼打亂對(duì)象次序來(lái)極大地提高速度。我們有一個(gè)Java程序需要將幾千個(gè)時(shí)間信息(長(zhǎng)總數(shù))轉(zhuǎn)換為字符串。有一種標(biāo)準(zhǔn)的Java類(lèi)型方法可以一步實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，但是在它內(nèi)部創(chuàng)建(并且丟棄)了一個(gè)“日期格式化程序”對(duì)象。將根據(jù)步長(zhǎng)重新替換高級(jí)運(yùn)算，就能夠得到一種準(zhǔn)確的日期格式化程序?qū)ο蟆＿@樣就節(jié)省了用于創(chuàng)建(以及存儲(chǔ)碎片收集)幾千個(gè)日期格式化程序?qū)ο笏枰臅r(shí)間。 


有時(shí)候應(yīng)用程序知道什么時(shí)候會(huì)被閑置，這是通知存儲(chǔ)碎片收集器啟動(dòng)一個(gè)完整的存儲(chǔ)碎片收集的最好時(shí)機(jī)。要做到這一點(diǎn)就需要利用一個(gè)控制API來(lái)影響存儲(chǔ)碎片收集器的行為。然 

而，從前面的討論中可以了解到，存儲(chǔ)碎片收集器通常都比較清楚什么時(shí)候應(yīng)該清理這些存儲(chǔ)碎片。 


本文小結(jié) 


一般來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)碎片收集以及特殊情況下的關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集已經(jīng)成為近年來(lái)人們不斷研究的課題。關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集最先出現(xiàn)在桌面應(yīng)用環(huán)境中。比如Sun的HotSpot JVM就是采用關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集。增量式存儲(chǔ)碎片收集由于減少了等待時(shí)間，所以通常在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用更多。HotSpot也可以進(jìn)行增量式存儲(chǔ)碎片收集，但是時(shí)間增量非常大，在桌面應(yīng)用中存儲(chǔ)碎片收集的進(jìn)展被認(rèn)為比等待時(shí)間更重要。 


關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集在性能上提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)。它極大地提高了增量式存儲(chǔ)碎片收集的效率。嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)，綜合運(yùn)用增量式存儲(chǔ)碎片收集以及關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)碎片收集會(huì)得到最好的存儲(chǔ)碎片收集效果，也可以調(diào)整等待時(shí)間以適合響應(yīng)時(shí)間的要求。