Garbage Collector гэж юу вэ ?

Энгүүнбаяр Ганзориг

• 2024-11-14
• dynamic memory, dynamic memory allocation, education, educational, garbage collector, gc, generational collection, heap memory, java, mark and sweep, programming, stack and heap, stack memory

Програмчлалд санах ойг үр ашигтай удирдах нь гүйцэтгэлийг сайжруулж, санах ойн алдаа гарахаас сэргийлдэг. Heap болон Stack санах ойн талаар өмнө нь үзсэн бол одоо heap хэсэгт санах ойг удирдахад тусалдаг нэгэн чухал хэрэгсэл болох хог хаягдлын цуглуулагчийн талаар ойлгох шаардлагатай.

1. Хог Хаягдлын Цуглуулагч Гэж Юу Вэ?

Хог хаягдлын цуглуулагч (Garbage Collector буюу GC) нь хэрэглэхээ больсон өгөгдлийн эзэлсэн санах ойг автоматаар суллах үйл явц юм. Энэхүү процесс нь динамик санах ойг хуваарилдаг (Жишээ нь: Java, Python, C# гэх мэт) програмчлалын хэлнүүдэд зайлшгүй шаардлагатай. Учир нь эдгээр хэлүүдэд объектуудыг ихэвчлэн heap-д хуваарилдаг бөгөөд хэрэв хэрэглээнээс гарсан санах ойг цэвэрлэхгүй бол санах ой дүүрч програмын ажиллагаанд нөлөөлж болзошгүй.

2. Яагаад Хог Хаягдлын Цуглуулагч Шаардлагатай Вэ?

Програм ажиллах явцад санах ойд объектууд болон өгөгдлүүд үүсэж, зарим нь зөвхөн түр зуур хэрэгтэй байдаг. Хэрэггүй болсон объектуудыг санах ойгоос гаргахгүй бол санах ойн цоорхой үүсч програм удааширч, улмаар зогсох магадлалтай.

Хог хаягдлын цуглуулагч нь эдгээр асуудлыг шийдэхийн тулд ашиглахгүй болсон санах ойг автоматаар суллаж, програмыг илүү тогтвортой ажиллуулдаг.

3. Хог Хаягдлын Цуглуулагч Хэрхэн Ажилладаг Вэ?

Хүн бүрийн хэрэгцээ шаардлагад нийцсэн өөр өөр аргууд байдаг ба дараах нийтлэг аргачлалуудыг тайлбарлая:

Тэмдэглэх ба Цэвэрлэх (Mark-and-Sweep)

Тэмдэглэх ба цэвэрлэх арга нь хоёр үе шаттай:

• Тэмдэглэх үе шат: Хог хаягдлын цуглуулагч дамжин хэрэглэж байгаа объектуудыг тэмдэглэдэг.
• Цэвэрлэх үе шат: Энэ үед тэмдэглээгүй объектуудыг санах ойгоос чөлөөлнө.

Үе шаттай Цуглуулагч (Generational Collection)

Үе шаттай цуглуулагч нь объектуудыг наснаас нь хамаарч ангилдаг:

• Залуу үе: Шинээр үүссэн, богино хугацаанд хэрэглэгддэг объектуудыг агуулах ба энэ хэсгийг ихэвчлэн цэвэрлэдэг.
• Хуучин үе: Удаан хугацаанд хэрэглэгдсэн объектуудыг агуулна.

Энэ стратеги нь залуу үеийн богино настай объектуудыг төвлөрүүлэн цэвэрлэснээр үр дүнтэй, хурдан ажиллагааг бий болоход томоохон нөлөө үзүүлдэг.

4. Хог Хаягдлын Цуглуулагчийн Давуу болон Сул Талууд

Хог хаягдлын цуглуулагч нь хэд хэдэн давуу талтай:

• Санах Ойн Автомат Удирдлага: Санах ойн алдаа гарах эрсдэлийг багасгана.
• Програмын Тогтвортой Байдал: Ашиглаагүй санах ойг чөлөөлснөөр үр ашигтай ажиллагааг дэмжинэ.

Гэхдээ зарим сул талтай:

• Гүйцэтгэлийн зардал : Хог хаягдлын цуглуулагч ажиллахад тодорхой хэмжээний цаг хугацаа зарцуулдаг.
• Тасалдал үүсгэх магадлал: Бодит цагийн системд гэнэтийн тасалдал үүсч болно.

5. Дүгнэлт

Хог хаягдлын цуглуулагч нь орчин үеийн програмчлалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хэрэгсэл юм. Түүний тусламжтайгаар санах ойг автоматаар удирдаж, санах ойн алдааг багасгаж, програмын тогтвортой байдлыг хангадаг. Хэрхэн ажилладагийг ойлгох нь програмчлалын орчныг оновчтой ашиглахад тусалдаг.