为什么我们需要调用Lua的collectgarbage()函数两次？

Question

我在多个地方遇到过，人们会调用collectgarbage()两次来完成所有未使用对象的终结。

为什么呢？单次调用不足以完成任务吗？那么三次呢？

当我尝试以下代码（在Lua 5.2上），这个对象就被终结了（意思是：它的__gc函数被调用）只需要一次对collectgarbage的调用：

do
  local x = setmetatable({},{
    __gc = function() print("works") end
  })
end
collectgarbage()
os.exit()

这是否意味着只需要一个电话？

- Niccolo M.

Answer 1

在《Lua编程》第三版的第17.6节“终结器”中有详细解释。简而言之，这是由于对象复活引起的。

终结器是与对象相关联的函数，当该对象即将被回收时调用。Lua使用__gc元方法来实现终结器。

问题在于，在某些情况下，调用终结器时对象必须仍然存活。PiL通过以下示例来解释：

A = {x = "this is A"}
B = {f = A}
setmetatable(B, {__gc = function (o) print(o.f.x) end})
A, B = nil
collectgarbage() --> this is A

B 的终止器访问了 A，因此在 B 终止之前无法回收 A。Lua 必须先将 B 和 A 都复活后，才能运行该终止器。

复活是调用 collectgarbage 两次的原因：

由于复活，具有终止器的对象分两个阶段被回收。 第一次收集器检测到不可达的具有终止器的对象时，收集器会使其复活并排队等待终止。一旦运行了它的终止器，Lua 就会将该对象标记为已终止。下一次收集器检测到对象不可达时，将删除该对象。如果要确保程序中所有垃圾都被释放，必须调用 collectgarbage 两次；第二次调用将删除在第一次调用期间终止的对象。

- Yu Hao

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引用“第二次调用将删除在第一次调用期间已完成的对象”（以及“下次收集器检测到[...]它将删除该对象”）表示，如果我理解正确，则终结器（__gc）在对collectgarbage()的第一次调用结束时运行。然后，对coollectgarbage的第二次调用只是释放内存（手册：“对象内存在下一个垃圾回收周期中被释放”。PiL：请参见上面的引用）。我的示例（我的问题中的代码）据说“证明”了我对此的理解。但是... - Niccolo M.

但是我的理解一定是错误的，因为我的第二个链接证明了它是错误的（即，在第一个collectgarbage上没有调用终结器；请参见“我不得不添加一个更多的collectgarbage()调用”），而第一个链接包含一个评论（由用户）说“[调用]两次确保所有终结器都被调用”（也许这个评论是错误的）。所以我仍然不知所措。 - Niccolo M.

哎呀，我看到我的错误了。我的第一个链接处理的是lua 5.1.4，它没有终结器，所以对我们来说完全无关。抱歉。 - Niccolo M.

所以，我希望能够清楚地确认我的理解：__gc 在第一次调用collectgarbage()时被调用，对吗？如果我理解有误，那么我是如何误解引号的呢？（顺便说一句，我确实阅读了你的代码示例。） - Niccolo M.