Boehm garbage collector

Boehm garbage collector (tsz. Boehm garbage collectors)

1. (informatika) A Boehm Garbage Collector (Boehm-Demers-Weiser GC, röviden: Boehm GC) egy általános célú, konzervatív szemétgyűjtő C, C++ és más nyelvek számára.

• Teljes neve: Boehm-Demers-Weiser Garbage Collector
• Első verzió: 1980-as évek vége – 1991-től széles körben használt.
• Alkotói: Hans-J. Boehm, Alan J. Demers, Mark Weiser.
• Nyílt forráskódú (GNU LGPL).

A Boehm GC lehetővé teszi a memóriakezelés automatizálását még olyan nyelvekben is, amelyek eredetileg manuális memóriakezelést igényelnek (C, C++).

• A legtöbb garbage collector nyelvekhez van szorosan kötve (Java GC, .NET GC).
• A Boehm GC általános célú → beilleszthető bármilyen C/C++ programba.
• Lehetővé teszi biztonságosabb és kényelmesebb memóriakezelést.
• Minimalizálja a memory leak és dangling pointer hibákat.

A Boehm GC konzervatív:

👉 Nem tudja 100%-ig pontosan, hogy egy memóriaterület valódi pointer-e vagy csak egy véletlen szám, ami úgy néz ki, mint egy pointer.

Ezért feltételezi, hogy egy bizonyos mintázatú érték pointer lehet → ha igen, megőrzi a rámutatott objektumot.

• Ezért a Boehm GC nem tudja garantálni, hogy minden elérhetetlen objektumot azonnal eltávolít.
• De semmit nem töröl le tévesen → biztonságos.

• Tracing collector → követi az elérhető objektumokat (root set → heap).
• Conservative → nem igényel speciális pointer típusú információt a fordítótól.
• Non-moving → a Boehm GC nem másolgatja az objektumokat → a címük állandó marad.

A Boehm GC-t C/C++ kódba nagyon könnyű integrálni:

1️⃣ Letöltöd a libgc könyvtárat → https://www.hboehm.info/gc/ 2️⃣ Programodban így használhatod:

#include <gc.h>

int main() {
    GC_INIT();  // GC inicializálása

    int* arr = (int*) GC_MALLOC(sizeof(int) * 100);

    arr = 42;

    // Nem kell free() → GC automatikusan felszabadítja
    return 0;
}

GC_MALLOC() → automatikusan GC által figyelt memóriaterületet foglal.

GC_INIT() → inicializálja a GC-t.

Nincs free() → a GC időnként lefut és takarít.

Hasonló a Java, C# GC-hez, de:

• Boehm GC nem “generational” → nem különíti el fiatal/öreg objektumokat.
• Nem “moving” → objektumok címe fix marad.
• Konzervatív → nem mindig törli a potenciálisan pointerként kinéző adatokat.

• A GC-nek saját heap-je van.
• A GC figyeli a program stack-jét, regisztereit, globális változóit → innen követi az elérhető pointereket.

1. Stop-the-world → megállítja a programot (bizonyos pillanatokban).
2. Mark → a GC végigjárja az összes pointert (root set) és követi a heap-en lévő referenciákat.
3. Sweep → felszabadítja azokat a heap objektumokat, amelyekre senki nem mutat.

• Ha egy memóriaterület úgy néz ki, mint egy pointer, a GC biztonságból megtartja az objektumot.
• Ha ténylegesen nem pointer → objektum túlélhet néhány GC ciklust, de később felszabadulhat.

• A modern Boehm GC képes inkrementális GC-t is végezni → nem állítja le teljesen a programot → interaktív alkalmazásoknál hasznos.

✅ Könnyen integrálható C/C++-ba → meglévő kódhoz is.

✅ Általános célú → nem kell új nyelvet tanulni.

✅ Nem igényel speciális fordítót → nem kell a fordítónak GC-információt generálnia.

✅ Non-moving → az objektumok címe stabil marad → C/C++ könyvtárakkal 100%-ban kompatibilis.

✅ Megoldja a memory leak problémát → nem kell free().

❌ Nem garantált, hogy minden “garbage” azonnal eltűnik → konzervatív.

❌ Nincs generációs optimalizáció → fiatal objektumok eltakarítása lassabb lehet.

❌ Stop-the-world pause → bizonyos esetekben megállíthatja rövid időre a programot.

❌ Magasabb memóriafogyasztás lehet → mivel óvatosan bánik a “potenciális” pointerekkel.

✅ Régi C/C++ kód modernizálása → memory leak minimalizálása.

✅ Interaktív programok → GUI, játékok, web szerverek.

✅ Interpreterek, VM-ek → Scheme, Lisp, Smalltalk implementációkban is népszerű.

✅ Gyors prototípus készítés C/C++-ban → nem kell free()-t írni.

#include <gc/gc_cpp.h>  // C++ wrapper

class MyObject : public gc {
public:
    int x;
    MyObject(int val) : x(val) {}
};

int main() {
    MyObject* obj = new MyObject(42);

    // Nem kell delete obj;
    // Boehm GC automatikusan takarít

    return 0;
}

✅ Ha C/C++-ban dolgozol és nem akarsz kézzel malloc/free-t kezelni. ✅ Ha régi C/C++ kódba biztonságos memóriakezelést akarsz beépíteni. ✅ Ha interaktív alkalmazást írsz (játék, GUI) és fontos, hogy a program hosszabb távon is stabil maradjon. ✅ Ha gyors prototípust akarsz írni C/C++-ban.

A Boehm-Demers-Weiser GC máig az egyik legnépszerűbb általános célú, konzervatív garbage collector C/C++ programokhoz.

Előnye:

• Szinte drop-in módon integrálható.
• Nem igényel speciális fordítást, külön nyelvtámogatást.

Hátránya:

• Konzervatív → több memóriát használhat.
• Nem generációs → hosszabb életű objektumok kezelésében nem optimális.

• Boehm garbage collector - Szótár.net (en-hu)
• Boehm garbage collector - Sztaki (en-hu)
• Boehm garbage collector - Merriam–Webster
• Boehm garbage collector - Cambridge
• Boehm garbage collector - WordNet
• Boehm garbage collector - Яндекс (en-ru)
• Boehm garbage collector - Google (en-hu)
• Boehm garbage collector - Wikidata
• Boehm garbage collector - Wikipédia (angol)