9.5 垃圾回收、引用计数与所有权

内存管理看似是运行时话题，但编译器与运行时的协同设计决定了它的可用性、性能与安全边界。

常见三类策略：

• 追踪式（tracing）GC（如标记清除 mark-sweep 及其变体）

• 引用计数（reference counting）

• 所有权/借用模型（大量约束在编译期完成）

没有一套方案在所有负载都最优。选择取决于延迟目标、吞吐目标、对象图形态和语言语义承诺。

追踪式与引用计数的核心取舍

追踪式 GC 从根集做可达性遍历，因此天然能回收不可达循环对象。

引用计数在对象计数归零时回收更及时，局部延迟常有优势，但纯引用计数对循环引用无能为力，需要额外机制补足。

这组取舍通常体现为：

• 暂停形态与尾延迟

• 写屏障或计数更新开销

• 元数据复杂度

• 与外部资源模型的集成方式

所有权/借用：把风险前移到编译期

所有权模型通过静态规则限制危险别名与可变共享。

常见核心规则可概括为：同一时刻“多读或一写”。

它的价值在于：

• 更强的释放后使用（use-after-free）预防

• 更明确的释放责任

• 更可预测的资源生命周期

代价是接口（API）设计更严格，生命周期关系需要显式表达。

工程上常见混合方案：某些资源走所有权确定性释放，对象图仍由运行时 GC 或 RC 处理。

决策视角

评估内存管理方案时，建议按四个问题落地：

• 延迟预算是多少

• 对象图是否大量出现循环

• 是否需要重度跨语言互操作

• 希望错误在编译期暴露，还是允许部分运行期检查

这些都是语言工程决策，不是单纯“算法好坏”比较。