为什么这个未使用的字符串没有被垃圾回收？

Question

为什么这个未使用的字符串没有被垃圾回收？

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为什么 unused_variable_2 和 unused_variable_3 会被垃圾回收，但 unused_variable_1 不会？

# leaky_boat.rb
require "memprof"

class Boat
  def initialize(string)
    unused_variable1 = string[0...100]
    puts unused_variable1.object_id
    @string = string
    puts @string.object_id
  end
end

class Rocket
  def initialize(string)
    unused_variable_2 = string.dup
    puts unused_variable_2.object_id
    unused_variable_3 = String.new(string)
    puts unused_variable_3.object_id
    @string = string
    puts @string.object_id
  end
end

Memprof.start

text = "a" * 100
object_id_message = "Object ids of unused_variable_1, @string, unused_variable_2, unused_variable_3, and another @string"
before_gc_message = "Before GC"
after_gc_message = "After GC"
puts object_id_message
boat = Boat.new(text)
rocket = Rocket.new(text)
puts before_gc_message
Memprof.stats
ObjectSpace.garbage_collect
puts after_gc_message
Memprof.stats
Memprof.stop

运行程序：

$ uname -a
Linux [redacted] 3.2.0-25-generic #40-Ubuntu SMP Wed May 23 20:30:51 UTC 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
$ ruby --version # Have to use Ruby 1.8 - memprof doesn't work on 1.9
ruby 1.8.7 (2011-06-30 patchlevel 352) [x86_64-linux]
$ ruby -rubygems leaky_boat.rb 
Object ids of unused_variable_1, @string, unused_variable_2, unused_variable_3, and another @string
70178323299180
70178323299320
70178323299100
70178323299060
70178323299320
Before GC
      2 leaky_boat.rb:6:String
      2 leaky_boat.rb:26:String
      1 leaky_boat.rb:9:String
      1 leaky_boat.rb:7:String
      1 leaky_boat.rb:32:Rocket
      1 leaky_boat.rb:31:Boat
      1 leaky_boat.rb:29:String
      1 leaky_boat.rb:28:String
      1 leaky_boat.rb:27:String
      1 leaky_boat.rb:20:String
      1 leaky_boat.rb:18:String
      1 leaky_boat.rb:17:String
      1 leaky_boat.rb:16:String
      1 leaky_boat.rb:15:String
After GC
      1 leaky_boat.rb:6:String
      1 leaky_boat.rb:32:Rocket
      1 leaky_boat.rb:31:Boat
      1 leaky_boat.rb:29:String
      1 leaky_boat.rb:28:String
      1 leaky_boat.rb:27:String
      1 leaky_boat.rb:26:String

- Andrew Grimm

安德鲁：上周我的回答是否没有令你满意地解决了你的问题？ - dbenhur

@dbenhur，它没有解释为什么unused_variable_2和unused_variable_3会被垃圾回收 - 它们难道没有特殊情况来保存内存分配吗？ - Andrew Grimm

它们没有特殊的共享分配。String#dup和String.new都保证您获得一个独立的新对象。我会在我的答案中添加对代码路径的引用。 - dbenhur

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- dbenhur · Accepted Answer

这个行为是因为你的Ruby版本的字符串实现在substr上有一个特殊情况，当你取一个子串是源字符串的尾部且字符串长度足够大，无法将字符串值存储在基本对象结构中时，它会节省内存分配。

如果你跟踪代码，你会发现范围下标string[0...100]将通过rb_str_substr中的这个子句。因此，新字符串将通过str_new3分配，该函数分配一个新的对象结构（因此具有不同的object_id），但将字符串值ptr字段设置为指向源对象的扩展存储，并设置ELTS_SHARED标志以表示新对象与另一个对象共享存储。

在您的代码中，您将此新子字符串对象分配给实例变量@string，当您运行垃圾回收时，它仍然是一个活动引用。由于原始字符串已经分配存储器的原因，它不能被回收。

在ruby trunk中，与兼容的尾子串共享存储的优化似乎仍然存在。

另外两个变量unused_variable_2和unused_variable_3不存在这个扩展存储共享问题，因为它们是通过可以确保不同存储的机制设置的，所以当它们的引用超出范围时，会按预期进行垃圾回收。

String#dup运行rb_str_replace（通过initialize_copy binding）来替换源字符串的内容，并确保不共享存储空间。

String#new(source_str)通过rb_str_init遍历初始值并类似地确保不共享存储。