Systeme zur automatischen Speicherbereinigung

Dank automatischer Speicherverwaltung können sich die Entwickler ganz auf die eigentliche Anwendung konzentrieren, statt sich um Details wie z.B. Speicherzuweisungen kümmern zu müssen. Allerdings enthielten gängige Computersprachen wie C und C++ bis vor kurzem kein standardisiertes Verfahren für die Unterstützung automatischer Speicherverwaltung. Dieses Konzept fand eine allgemeine Verbreitung und Standardisierung erst mit dem Aufkommen verwalteter virtueller Maschinen, die Zwischensprachen ausführen, so z.B. die virtuellen Maschinen, auf denen die Sprachen Java oder .NET basieren.

Ein dem ersten Anschein nach schwieriges, doch lohnendes Problem liegt dabei im Bereich der automatischen Speicherverwaltung. Der erste Teil des Problems, d.h. der Vorgang der Zuweisung von Speicher zu einer Anwendung, ist relativ simpel. Die eigentliche Schwierigkeit besteht dagegen im Feststellen, ob eine Anwendung auch tatsächlich einen bestimmten Speicherplatz belegt. Nicht mehr benötigter, überflüssiger Speicher wird durch einen Garbage Collector gesammelt. Zweck dieses Vorgangs ist die umgehende Freigabe nicht mehr benötigten Speichers, so dass dieser bei Bedarf später wieder für die Anwendung verwendet werden kann.

Zur Speicherverwaltung wurden viele verschiedene Methoden entwickelt. Dennoch gibt es nach wie vor keine optimale Lösung für alle Anwendungsfälle. Dieser Artikel stellt daher einige der gebräuchlichsten Garbage Collector (GC)-Algorithmen vor, die heute in den virtuellen Maschinen für Java und .NET zum Einsatz kommen. GC-Algorithmen werden entweder in Echtzeit angewandt, wobei Referenzen auf Objekte erstellt und wieder gelöscht werden, oder es werden regelmäßig Zustandsabfragen erfasst, in denen Abbildungen des Speicherzustands einer Anwendung „eingefroren“ werden, während die Speicherbereinigung ausgeführt wird und nicht mehr benötigten Speicher auffindet.