Hiểu về Garbage Collection trong Lập trình

Mục lục

Bài đăng trên blog này giải thích về Garbage Collection (GC), một tính năng trong các ngôn ngữ lập trình tự động quản lý bộ nhớ. Cách GC hoạt động, ưu điểm và nhược điểm của nó, và các ngôn ngữ phổ biến sử dụng nó.

Garbage Collection là gì?

Garbage collection là một hệ thống quản lý bộ nhớ tự động trong các ngôn ngữ lập trình. Nó giải phóng bộ nhớ không còn được sử dụng bởi chương trình.

Cách Hoạt Động

• Cấp phát (Allocation): Chương trình tạo đối tượng trong bộ nhớ
• Đánh dấu (Marking): Xác định những đối tượng nào vẫn đang được sử dụng
• Quét (Sweeping): Loại bỏ các đối tượng không sử dụng
• Nén (Compaction): Sắp xếp lại các đối tượng còn lại để tiết kiệm không gian

Điểm Chính

• Tự động hóa quản lý bộ nhớ
• Hữu ích cho các chương trình lớn, phức tạp
• Đánh đổi giữa tiện lợi và hiệu suất
• Không phải lúc nào cũng phù hợp cho hệ thống thời gian thực

Ưu Điểm

• Ngăn chặn rò rỉ bộ nhớ
• Giảm lỗi lập trình
• Tiết kiệm thời gian cho nhà phát triển
• Cải thiện độ ổn định của chương trình

Nhược Điểm

• Có thể làm chậm việc thực thi chương trình
• Gây ra những khoảng dừng không thể dự đoán trong chương trình
• Sử dụng thêm CPU và bộ nhớ

Các Ngôn Ngữ Có Garbage Collection

• Java
• Python
• C#
• JavaScript
• Ruby
• Golang
• NodeJS

Các Ngôn Ngữ Không Có Garbage Collection

Các ngôn ngữ không có garbage collection dựa vào quản lý bộ nhớ thủ công.

• C giải phóng bộ nhớ thủ công với free() https://learn.microsoft.com/en-us/cpp/c-runtime-library/reference/free
• C++ giải phóng bộ nhớ thủ công với delete https://learn.microsoft.com/vi-vn/cpp/cpp/delete-operator-cpp
• Rust sử dụng một cách tiếp cận độc đáo gọi là "ownership" để quản lý bộ nhớ https://doc.rust-lang.org/book/ch04-00-understanding-ownership.html
• Assembly cung cấp quyền kiểm soát trực tiếp đối với bộ nhớ