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深入Lua：垃圾回收2
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深入Lua：垃圾回收2
一份参考文档
关于Lua的GC的演进，有一份非常好的幻灯片，是之前看云风文章的时候发现的。
文中讲了5.0以前基于标记清扫的简单GC，5.1以后出现的增量式GC，以及5.4即将到来的分代式GC。可以看到作者一直在努力改进GC的性能。5.4的GC据说可以得到更好的性能和更稳定的内存消耗，这是一个很让人期待的版本。
从前文的描述知道，Lua的GC不断的遍历灰对象并把它们变黑，在遍历的过程中又有新的灰对象产生，一直重复这个过程到没有灰对象为止。此时黑对象就是可到达的对象，剩下的白对象就是不可到达的对象，要被清扫掉的。
下面这张图可以说明不同颜色对象之间的关系：
在标记阶段中有一个重要的不变条件是：黑对象不能指向白对象。比如我们有一个普通的表是黑色的，那这个表必然已经被遍历过了，所以它里面的键值一定不是白色的。
但这个假设只是在一次性标记这个前提下成立。如果是增量式的，每次只标记一部分，那在标记的中间有一些修改，可能会打破这个不变式。比如t被标记为黑色，后面有一个赋值t.x = {}使得t指向了白色对象。
要恢复这个不变式，需要在每次赋值时进行写屏障(write barrier)测试，在代码中就是下面的宏：
// 如果p是黑色，v是白色：标记v，使v变色
#define luaC_barrier(L,p,v) ( \
(iscollectable(v) && isblack(p) && iswhite(gcvalue(v))) ? \
luaC_barrier_(L,obj2gco(p),gcvalue(v)) : cast_void(0))
// 如果p是黑色，v是白色：使p变成灰色，并把它加到grayagain去
#define luaC_barrierback(L,p,v) ( \
(iscollectable(v) && isblack(p) && iswhite(gcvalue(v))) ? \
luaC_barrierback_(L,p) : cast_void(0))
// 因为uv会被多个闭包共享，我们也没法知道这些闭包的状态是什么
// 所以假定被赋值的uv必须被标记
#define luaC_upvalbarrier(L,uv) ( \
(iscollectable((uv)->v) && !upisopen(uv)) ? \
luaC_upvalbarrier_(L,uv) : cast_void(0))p指向v，当不变式被打破时，一种是将v从白变成灰(向前)，一种是将p从黑变成灰(向后)。当一个表赋值时，将一个黑表变回灰色的；当向一个对象设置元表时，白色元表向前变成灰色的。
标记阶段的最后一次性把剩下的灰对象遍历完，这一步一定是原子的，才不会因为各种barrier又再度产生新的灰对象。
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