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= 垃圾回收 (计算机科学) =

'''垃圾回收'''（Garbage Collection，简称GC）是计算机科学中一种自动内存管理机制，用于自动回收程序不再使用的内存空间。它通过追踪和识别不再被程序引用的对象，释放这些对象占用的内存，从而减轻开发者的内存管理负担。

== 工作原理 ==

垃圾回收器通常通过以下步骤工作：
1. '''标记阶段'''：从根对象（如全局变量、栈中的变量等）出发，标记所有可达对象
2. '''清除阶段'''：回收未被标记的对象占用的内存空间
3. '''整理阶段'''（可选）：压缩内存以减少碎片

=== 常见算法 ===
* '''标记-清除算法'''（Mark-Sweep）
* '''引用计数'''（Reference Counting）
* '''分代收集'''（Generational Collection）
* '''复制算法'''（Copying）

== 在Go语言中的实现 ==

Go语言使用并发的、三色的标记-清除垃圾回收器。以下示例展示了Go语言中垃圾回收的自动内存管理：

<syntaxhighlight lang="go">
package main

import "fmt"

func createLargeSlice() []int {
    return make([]int, 1000000) // 分配大内存块
}

func main() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        slice := createLargeSlice()
        _ = slice // 使用后不再引用
        // Go的垃圾回收器会自动回收不再使用的内存
        fmt.Printf("Iteration %d completed\n", i)
    }
}
</syntaxhighlight>

== 优点与缺点 ==

=== 优点 ===
* 防止[[内存泄漏]]
* 减少[[悬空指针]]问题
* 简化开发者的内存管理工作

=== 缺点 ===
* 可能引起程序暂停（Stop-The-World）
* 增加CPU开销
* 内存使用可能不如手动管理高效

== 性能考量 ==

垃圾回收器的性能通常通过以下指标衡量：
* 吞吐量（Throughput）
* 暂停时间（Pause Time）
* 内存效率（Memory Efficiency）

在Go语言中，可以通过设置环境变量调整GC行为：
<syntaxhighlight lang="bash">
GOGC=50 # 设置垃圾回收的百分比阈值
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==

垃圾回收广泛应用于：
* [[Java虚拟机]]（JVM）
* [[.NET]] CLR
* [[Python]]解释器
* [[JavaScript]]引擎
* [[Go]]语言运行时

== 与其他内存管理技术的比较 ==

{| class="wikitable"
|-
! 技术 !! 优点 !! 缺点
|-
| '''垃圾回收''' || 自动管理，安全性高 || 运行时开销
|-
| '''手动内存管理''' || 高效，可控 || 容易出错
|-
| '''引用计数''' || 实时回收 || 循环引用问题
|}

== 参见 ==
* [[内存管理]]
* [[编程语言实现]]
* [[运行时系统]]

[[Category:计算机内存]]
[[Category:编程语言特性]]
[[Category:软件工程]]