Java语言与C语言中垃圾回收的不同方式研究

尚中君

（天津商务职业学院 天津 300350）

1 引言

在计算机体系中存在不同语言类型，各类语言在实际使用中都可以明显看到其优缺点，就像C语言和Java语言，各自的优缺点十分明显，两者编程思想各异，站在编程的思路进行分析，C语言更像是过程式语言，而Java却不同，属于面向对象语言，这是两者的根本区别。正是因为存在差异性，所以两者所采用的垃圾回收方式区别也较大，现实工作中，需要结合系统垃圾回收动态特征，对垃圾回收方式进行研究，以此来实现系统运行效率的大幅度提升。

2 Java语言中所采用的垃圾回收机制

随着科技进步，Java语言应用范围逐渐扩大，属于当下较为流行、并且备受关注的编程语言，优势十分显著，具有自己独立的垃圾回收机制。事实上，从语言构建原理来看，Java语言的形成是建立在C++语言的基础上，属于一种改良的具有积极影响力的编程语言。Java语言在设计中不仅借鉴了C++语言的优点，还避免了其复杂的结构形态，多重继承机制问题得以解决，应用价值更高。Java语言所采用的垃圾回收机制复杂度比较低，应用较为容易，可以显著提高运行效率，是程序运行的保障和前提。研究发现，垃圾回收器作为系统的重要构成，实际上是一种先进的动态存储分配设备，功能性较为显著，能自动释放程序，并且不需要已分配堆块，可以最大限度利用内存空间，同时也可以自行释放内存，以此来释放出更多的空间。运用该垃圾处理器，Java编程人员可以放心内存管理问题，因为在系统运行阶段，垃圾收集器会按照事先输入的指令完成相应的任务，并且实现自动清理以及管理，这样的设计，会让系统运行效率更高。但值得注意的是，该垃圾回收机制并不适用于所有的条件，通常情况下，只有同时满足以下条件时，该回收机制才能正常运行，发挥出应有的价值和作用。一是有对象要求回收；二是系统需要回收。综上所述可知，Java垃圾回收机制具有一定的先进性，现实中究竟是如何操作的，还需要了解该机制的具体算法。

2.1 引用计数法

引用计数法是所有算法的基础，属于较为常见的算法，同时也是使用频次较高的算法，虽然较为原始，但是应用价值却比较高。其主旨是通过引用计数设置，对对象进行筛查，当引用计数为0时，则意味着该对象可被系统回收。

2.2 跟踪算法

引用计数法虽然被广泛应用，但是却存在着一定缺陷，那就是无法对循环引用对象进行准确计算，为了解决这一现实问题，跟踪算法被提出，这是建立在引用计数法基础上的改良方法，计算结果更加精准，可以弥补引用计数的不足。该方法理论是从根集扫描入手来科学判断对象是否可达[1]。以此作为前提，拟定清除对象，经过评判达标的对象将会被保留，而没有达标的对象，自然要进行清除，因为这样的特性，所以该算法又被称为清除算法。

2.3 压缩算法

压缩算法属于前文所介绍的清除算法（又叫跟踪算法）的又一个延伸，结合现实应用情况可以发现，采用跟踪算法虽然可以弥补计数法的不足，但是同样存在致命的缺点，主要体现在清除对象后，往往会伴随出现大量碎片，占据一定的空间，被清除的空间不能二次利用，导致垃圾回收效果不佳。为了解决上述技术难题，在跟踪算法的基础上，改良设计，产生了压缩算法。其原理是在清除阶段，将全部对象集中到一端，这样就会有闲置空间出现。另外，收集器需要对集中对象的引用情况进行更新。

2.4 复制算法

基于压缩算法，复制算法被研究出来。因为现实使用中，压缩算法的问题主要集中体现在对象引用更新之后，会伴随出现冗余的句柄。为了解决这一问题，复制算法被提出，并得到了大范围应用。其应用主旨是将对象面按照一定标准进行划分，从而分割成多个空闲面，在此基础上分配内存空间，让程序找到对应存储空间，当空间被填满时，再借助追踪算法，完成活动对象扫描。在这一过程中，值得注意的是，这里指的只是扫描，并不是清除，通过结合和互换，垃圾回收效果更加显著[2]。通过几种算法的融合，可以将内存空间充分释放，提高系统运行效率，为程序运转营造最佳环境。

3 C语言的垃圾回收

相比于Java语言，C语言的垃圾回收有自己的特性，现实应用中，C语言的优势主要体现在简洁紧凑上，并且数据类型十分丰富。另外，执行效率也比较理想，基于这样的特征，拥有大量爱好者。在业界都说，精通C语言，就相当于彻底掌握了编程。那么问题来了，C语言是如何高效处理垃圾回收的呢?这一问题的答案就在于C语言使用了free()函数，并配有垃圾收集器，在两者的综合作用下，可以出色完成垃圾回收任务[3]。接下来我们将重点探讨C语言垃圾回收是如何工作的。众所周知，C语言可以允许垃圾回收系统存在，如前文所说，可以显示分配堆块。C语言程序中想要实现垃圾回收，就要配合使free0函数，主要目的是要想方设法将垃圾堆块放回到对应的空闲链表中，这是进行垃圾回收的关键。基于此，如果C语言程序不借助free()函数，只是单纯依靠垃圾收集器，是很难完成相关任务的，根本无法实现内存的全部释放。C语言所采用的垃圾回收器，从某种角度上来说，更像是垃圾回收器，如果系统内存被占满时，将会造成系统的瘫痪，系统将无法高效、平稳运行下去。垃圾回收原理见图1。

图1 C语言的垃圾回收

从图1中我们可以看出，C语言的垃圾回收和Java语言是存在明显区别，C语言的垃圾回收从某种角度进行分析更像独立线程。C语言垃圾回收方式较为独特，具有极高的应用价值，可以在保障系统运行效率的同时，有效进行垃圾回收，从而提升垃圾回收质量。现实工作中，采用该方法无论何时需要内存空间，都可以满足应用程序的要求，系统会将垃圾块第一时间识别出来，最终返回给堆块。结合实践表明，该方法可以达到理想的垃圾回收效果，这里的关键在于，应用阶段垃圾收集器相当于具备了应用程序的功能，可以准确去调用free()函数，垃圾回收程序更加简化，当调用返回时，就可以清晰发现空闲块，最终完成整个垃圾回收过程。如果操作失败，该垃圾处理装置会向系统发出求助信号，申请额外的存储器。假设求助后还是没有成功，将会继续求助，直到成功为止。综上可知，C语言的垃圾回收与Java垃圾回收机制存在较大的不同，采用的是不同垃圾回收方式，现实工作中，只有掌握不同垃圾回收方式的区别，才能更好运用计算机语言，确保系统运行质量。

4 结论

综上所述，随着科技的进步，关于系统垃圾回收的研究越来越多，结合研究结果表明，不同语言所采用的垃圾回收方式是存在明显区别的，不同之处较多，但是不管什么语言，都要想办法进行高质量的垃圾回收，这对于系统运行质量有着重要作用。基于此，在现实编程工作中，需要从不同语言垃圾回收方式入手，运用相关内存释放函数，确保内存空间可以得到高效、合理利用，在内存占用结束后，能够主动完成释放内存的操作。