摘 要：計算機中的各項語言都具備特有的優(yōu)缺點，其中Java語言屬于對象語言的范疇，而C語言屬于過程式語言。本文結合Java語言和C語言垃圾回收動態(tài)存儲的基本特征，對它們不同的垃圾回收的方式進行探究，明確Java語言回收和操作的機制，掌握C語言中產生垃圾的原因、回收的原理以及具體方式。

關鍵詞：Java語言;C語言;垃圾回收

引言：隨著信息技術的高速發(fā)展，為了進一步提升計算機設備的運行速率，及時清除垃圾信息，擴大系統(tǒng)的存儲量，編程人員應該合理地應用編程語言。垃圾回收技術具有較強的使用價值，能在特定的算法中對資源進行回收。不同的編程語言具有不同的垃圾回收模式，比如Java語言和C語言這兩者間就存在一定差異。

一、Java語言中垃圾回收的方式

（一）垃圾回收方式

在Java語言可以使用垃圾回收器進行垃圾處理，它的指針具有嚴格的構建和應用制度。Java語言是C++語言的進一步優(yōu)化，它內部結構更加地簡化，摒棄多重繼承體制中的要素。對垃圾回收器和垃圾收集進行簡單的探究?；厥掌鞑捎脛討B(tài)化運作的模式，可以自動解放內存塊，并對其進行壓縮。它是一個低層次的運行線，程序員的控制對它的運行情況沒有明顯的影響。垃圾收集是一種自動性操作，只能回收那些不被程序占用的部分。它只能在有需求的情況下進行。

（二）操作機制

第一，跟蹤算法。這種算法的操作為以根部為出發(fā)點對系統(tǒng)進行全方位的掃描和內存塊識別，判斷其是否處于可達狀態(tài)，如果發(fā)生環(huán)形引用的情況，數據的計數的數值一直無法達到0，這樣垃圾就不能被回收。在這種情況下，跟蹤算法能對指針指向的內存塊進行標記，及時清除可以釋放的區(qū)塊，實現回收垃圾的目的。第二，復制算法。在最初的階段，把堆分為一個對象面和多個空閑面，程序在運行中占據對象面的空間。利用這種方法可以把對象面的內容復制到空閑面，及時程序的空間處于充滿的狀態(tài)也能進行復制。這樣就能實現面與面的互換，但是不能對垃圾進行回收[1]。復制算法在壓縮問題中能發(fā)揮重要的作用，通過互換的模式，釋放對象面的空間。

第三，分代算法。它是復制算法的進一步優(yōu)化，能提升操作的效率，避免程序暫停時間過長的問題。分代算法在大部分程序中都能夠有效地應用，能把堆分為多個組別。之后利用垃圾收集器把需要處理的內存塊轉移到最高級別的子堆中，從而提升操作的效率。第四，引用計數算法。在內存塊原有的基礎上新配置一個引用計數，只要這新內存塊被原有內存塊和外面的指針引用時，它的計數就增加一個數值。反之釋放一個，數值就會減少一個。直到引用計數為0時，就可以對這個內存塊進行回收。第五，壓縮算法。對所有內存塊移到堆中進行處理，把原來的區(qū)域變成空閑的位置，并及時進行更新。第六，自適應算法。它需要根據實際的情況，選用對應的模式進行垃圾處理操作。

二、C語言中垃圾回收的方式

C語言能夠與操作系統(tǒng)進行直接地交互，不具備運行時庫。因為運行時庫能夠對內存進行壓縮，減少堆棧占據的空間。所以C語言要想壓縮空間就需要編程人員進行直接操作。

（一）垃圾產生的原因

在C語言中，主要有三種內存分配的模式。第一，在棧上構建局部變量。比如，void func（int p1， int p2， int p3）{int a = p1;int b =p2;int c =p3}。第二，靜態(tài)區(qū)域分配。比如，void swipe（int** p）{int temp=999;*p=&temp;}。第三，動態(tài)區(qū)域分配。在進行分配時，通過calloc進行申請，在free的作用下進行釋放。這種方法相對與其它兩種模式更加方便，能夠在大型程序編寫中發(fā)揮重要的內存分配作用。但是它存在一定的使用風險，即通過calloc進行申請時，其中的動態(tài)內存主要由另外的函數進行使用，程序員在操作中經常用free進行內存釋放，這就導致這部分內容一直處于被分配的情況，增強系統(tǒng)內部不足問題發(fā)生的概率。此外在這種模式下，無法判定內存泄露的具體位置。C語言中的這些內存塊就是垃圾，在操作中需要應用垃圾收集器，它具動態(tài)存儲的功能，能把垃圾回收到空閑鏈接中。

（二）回收的原理

C語言垃圾回收的歷史最早起源于上世紀60年代的Lisp語言，這項語言主要依靠動態(tài)分配進行運作在，語言都在堆上進行分配。程序員需要掌握一種模式能對其進行動態(tài)監(jiān)管，這樣才能實現釋放內存的目的，所以垃圾回收技術應運而生。C語言的垃圾回收模塊有三個運行要求：不存在內存泄露的問題、可以及時回收沒有使用的內存、可以對內部進行整理和縮減。在程序中已經分配的內存都有明確的指向，如果某一塊內存不存在指向，這種情況就被稱為內存泄露，即處于不可達的狀態(tài)。當程序處于任意狀態(tài)時，靜態(tài)數據段、程序棧以及寄存器中指針的集合體被稱為根集?？蛇_主要以根集為指引，能找到指向它的指針，反之就是不可達[2]。

垃圾回收器在運行時先以根集為基礎，根據指針所指的方向進行掃描，當找到可以存儲的空間后先進行標記。其次對整個內存進行掃描，再次進行標記操作。最后在完成掃描工作后，需要對所有的內存塊進行探究，如果有的內部塊沒有被標記，說明它在鏈表中沒有發(fā)揮作用，可以進行收回。

（三）垃圾回收方式

現階段，C語言中垃圾處理的主要模式為：標記清除法以及引用計數法。第一，標記清除法。這種清除模式起源于Lisp語言，主要分為兩個操作階段：空間標記和垃圾清除。在進行空間標記時，利用垃圾回收器對每個內存塊進行掃描，標記引用的區(qū)域。在完成整體掃描之后，要對內存集中的所有內存進行探究，回收沒有標記的內存塊。應用標記清除法的關鍵點在于應該準確標記被引用的內存塊。在進行垃圾清除時，被標記的對象對稱為可達對象，沒有被標記的就是不可達，即需要清除的垃圾。這時就需要按照次序釋放內存塊中的內存，對所有沒有標記的進行清除。第二，引用計數法。在內存塊原有的基礎上新配置一個引用計數，只要這新內存塊被原有內存塊和外面的指針引用時，它的計數就增加一個數值，如果指針對其進行釋放，它的計數就減少一個數值。當它的計數數值為0時，就需要清除這個內存塊對其中的存儲空間進行重新利用。當這種方法需要配置兩個函數時，可以同時進行增加和減少計數的操作，數值為0時進行內存釋放。

引用計數法在應用時不會干擾程序的運行，并且具有較好的局部性。但是存在環(huán)形引用的情況，并且在釋放存儲空間時，需要計算引用的數值。標記清除法不涉及環(huán)形引用的問題，并且引用計數的效率較高。但是在操作中需要暫停程序，存在一定的時間損耗。

結論：綜上所述，Java語言和C語言它們具有不同的垃圾回收模式，但是無論在哪一種語言中，垃圾處理工作都發(fā)揮著不可或缺的作用。所以在進行編程學習時，特別是在入門的階段更需要培養(yǎng)釋放函數的習慣，保障每次使用后都能釋放內存，這樣既能提升空間的利用率，又能保障系統(tǒng)的運轉效果。

參考文獻：

[1]楊明.C語言與匯編語言相結合實現STM32F107單片機復位方法研究[J].建井技術，2020，41（01）：44-46.

[2]沈逸飛，任春龍，胡云飛，等.淺析C語言、Java、Python的數組合并方法[J].電腦知識與技術，2020，16（03）：78-82.

作者簡介：

胡宇濤，男，民族：漢，出生年月1999-03-20，籍貫：湖南郴州， 學歷：本科，研究方向：軟件工程（java、前端、C語言）