C++下的垃圾回收機(jī)制可能會(huì)在下個(gè)版本加入，我只是想通過實(shí)例，分析垃圾回收器的內(nèi)部機(jī)制，深入了解以后，在以后
的項(xiàng)目中，就可以對(duì)是否需要垃圾回收功能做出準(zhǔn)確的判斷。

它是否影響性能，能影響多少，回收的代價(jià)等等問題就會(huì)顯得更加明確。

對(duì)C++下垃圾回收的討論很多，有興趣可以看看這里和這里。至于實(shí)現(xiàn)，惠普的垃圾回收器是一個(gè)產(chǎn)品化的開源項(xiàng)目，而且已經(jīng)被很多項(xiàng)目使用。但是他的具體實(shí)現(xiàn)總是讓人感覺不是很可靠。云風(fēng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的回收器，有人對(duì)其源碼進(jìn)行研究，有興趣可以看這里，它沒有內(nèi)存緊縮功能。

首先，說說垃圾回收的目標(biāo)，也就是需求。
1. 不能有內(nèi)存泄漏（最基本的要求）。
2. 能自動(dòng)回收無(wú)用內(nèi)存（當(dāng)然需要解決循環(huán)引用問題）。
3. 能整理內(nèi)存（內(nèi)存緊縮），程序運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)了，總會(huì)有小塊內(nèi)存無(wú)法被重復(fù)使用。

先說說前兩條需求，程序中的所有已分配內(nèi)存都應(yīng)該有其對(duì)應(yīng)的指針指向它，如果一塊內(nèi)存沒有任何指針指向它，那么我們說這塊內(nèi)存被泄漏了（這里內(nèi)存泄漏的定義和Java不太一樣）。

簡(jiǎn)單的表述就是無(wú)用對(duì)象且不可達(dá)。

什么叫可達(dá)？可達(dá)表示從哪里為起點(diǎn)可達(dá)？這里要引出一個(gè)叫根集的概念：在程序運(yùn)行的任意狀態(tài)，寄存器（考慮多核CPU在多線程下），程序棧，和靜態(tài)數(shù)據(jù)段中所有的指針的集合叫根集。
所以可達(dá)指的是這塊內(nèi)存從根集出發(fā)，可以找到一個(gè)指向它的指針，不可達(dá)就是找不到。

要實(shí)現(xiàn)垃圾回收器，首先要能在程序的任意狀態(tài)，找到根集。其次是要能管理所有堆上的內(nèi)存。當(dāng)從根集掃描發(fā)現(xiàn)一塊不可達(dá)內(nèi)存時(shí)，這塊內(nèi)存就應(yīng)該被收集。

注意上圖：黃色的指針表示它是根集，紅色的指針則不是根集。
要回收內(nèi)存，首先要知道內(nèi)存的地址，所以上圖中4塊內(nèi)存的地址是必須知道的。

看看要回收內(nèi)存，需要知道那些信息吧：

根集和內(nèi)存塊集。收集前，先從根集順著黑色的箭頭開始掃描，對(duì)所以掃描到的內(nèi)存塊做個(gè)標(biāo)記，然后從內(nèi)存塊集中檢查所有內(nèi)存塊，如果被做了標(biāo)記，就保留，如果沒有做標(biāo)記，就收集。

怎么得到根集呢？對(duì)于像Java，C#之類的語(yǔ)言，它的指針是受到虛擬機(jī)或者Framework控制的，但是在C++中，原生的指針（raw pointer）是不受控制的，而且Scott Meyers([More] Effective C++)的作者,
Andrew Koenig夫婦(C++ 沉思錄）的作者，這些大牛們多次勸告，不要使用原生指針。

所以以前有auto_ptr, 現(xiàn)在有shared_ptr問世。為了得到根集，我也將原生指針進(jìn)行包裝，只不過不用于所有權(quán)管理，也不用于引用計(jì)數(shù)，而是用于得到根集。
首先看看指針的定義：

 

注意pointer的構(gòu)造函數(shù)，它將自己注冊(cè)到根集中去。

再看看根集：

gc_register 函數(shù)也就是做了一個(gè)push_back。

有人會(huì)問，那要是出現(xiàn)這種情況：

那不是pB->pA在堆上嗎？不應(yīng)該屬于根集呀。
這個(gè)問題就要和內(nèi)存塊管理扯上關(guān)系啦，下篇再說
整個(gè)垃圾回收器已經(jīng)寫完并簡(jiǎn)單的測(cè)試代碼在這里,有興趣可以看看并測(cè)試。