虚幻的垃圾回收

垃圾回收定义

垃圾回收是一种自动的内存管理机制，当程序的动态内存不再需要时，会自动予以回收，这种机制称为垃圾回收。垃圾回收可以减少程序员的负担和犯错的机会。

垃圾回收算法大致分类

• 引用计数式：通过额外的计数来实时计算单个对象的引用次数，当计数减少到0时就将对象回收。
• 追踪式：当对象达到垃圾回收条件时（内存不够或到达回收时间时）通过扫描系统中是否有对象的引用来盘对对象是否存活，然后回收对象。
• 保守式：并不能准确判断每一个对象是否存活，但是能保证在不回收存活对象的情况下回收尽可能多的无用对象。
• 精确式：在回收过程中能够准确识别每一个无用对象，通常需要额外的数据消耗（UE中的UPROPERTY）
• 搬迁式：在对象回收过程中需要移动对象在内存中的位置。
• 非搬迁式：在对象回收过程中不需要移动对象在内存中的位置。
• 实时式：不需要用户停止程序，就可以进行垃圾回收。
• 非实时式：与实时式相反，需要用户停止程序，才能进行垃圾回收。
• 渐进式：同样不需要终端程序执行，与实时式的区别在于不会立即回收对象，而是到达一定条件时才进行回收。
• 非渐进式：与渐进式的区别在于立即回收对象。

垃圾回收算法

待更新

引用计数式

引用计数是即时且渐进式的

• 优点：

  1. 能够及时回收不需要的对象。

• 缺点

  1. 修改对象时要更新旧对象的计数，增加则外的性能开销。
  2. 要使用额外的空间来保存计数值。
  3. 对于短生命周期的对象，频繁的分配和回收对象会导致内存碎片化严重。
  4. 可能会出现环形引用的问题（不能正确调用析构对象造成内存泄漏）。

标记清扫式

通过扫描整个系统中对象的引用来判定对象的可达性，来判断对象是否需要回收。

• 优点

  1. 不会出现环形引用问题。
  2. 不会有额外的性能开销。
  3. 与用户程序分离。

• 缺点

  1. 非实时式，需要用户停止程序才能进行垃圾回收。
  2. 同样可能会增加内存碎片的数量。
  3. 可能会对某些无用对象产生误判导致内存泄漏。

虚幻的垃圾回收方式

虚幻主要采用的是标记-清扫式，主要分为以下几个阶段：

1. 第一阶段从根集合出发遍历所有可达对象，标记出可达对象和不可达对象。
2. 第二阶段渐进式清理不可达对象，UE会分帧清理它们避免卡顿。

虚幻垃圾回收的原理

进行标记-清扫

从根节点集合开始递归所有可达对象，并将其标记为可达；随后将没有标记的对象（不可达对象）进行清扫。

标记过程：首先将所有对象标记为不可达，然后遍历对象引用网络并标记科大对象。
清除过程：直接检查对象标记，没有被标记的对象调用ConditionalBeginDestory函数来请求删除。

引发方式

主动引发

在卸载一个资源后会立即调用一次垃圾回收，也可以调用ForceGarbageCollection()函数主动进行垃圾回收，或直接调用CollectGarbage()函数进行垃圾回收。

自动引发

大部分情况下垃圾回收都是由虚幻自动引发的。
在world进行tick时，会调用UEngine::ConditionalGarbageCollect()函数对垃圾回收的条件进行判断，若满足回收条件则会进行垃圾回收。

基于簇的垃圾回收

虚幻引擎采用了基于簇的垃圾回收算法用于加速对象回收，作为簇的对象一般为UMaterial和UParticleSystem。当簇的根不可达后，那么整个簇都是不可达的，因而直接回收整个簇来加速垃圾回收。

后续待更新…