Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

5 Kontroll- und Verwaltungsschicht
Abbildung 5.8: Abhängigkeiten der Speicherbereinigung
werden. Es gibt verschiedene Verfahren zur automatischen Speicherbereinigung, mit spezifischen Vorund
Nachteilen. Daher ist ein Wechsel zwischen diesen verschiedenen Verfahren wünschenswert.
Im Folgenden soll eine Charakterisierung der verschiedenen Ansätze vorgenommen werden, um
die Vor- und Nachteile abschätzen zu können. Dabei werden nicht einzelne Algorithmen vorgestellt,
sondern Kriterien, um mögliche Verfahren einzuteilen.
direkt — indirekt Eine Unterscheidung lässt sich treffen nach der Art und Weise, wie man unbenutzte
Objekte erkennt. Bei den sogenannten direkten Ansätzen kann man für jedes Objekt direkt feststellen,
ob es noch benötigt wird. Das kann zum Beispiel dadurch realisiert sein, dass man zu jedem Objekt
einen Referenzzähler speichert, der die Anzahl der Verweise auf das Objekt enthält [Col60]. Vorteil
hierbei ist, dass man sehr leicht erkennen kann, ob ein Objekt noch verwendet wird. Sobald der
Referenzzähler auf Null ist, kann das Objekt gelöscht werden. Nachteil ist, dass der Referenzzähler
immer aktuell zu halten ist. Je nach Vorgehen ist das mit relativ viel Aufwand verbunden.
Wenn nicht direkt im Objekt vermerkt ist, ob es noch benötigt wird, dann muss man das indirekt
feststellen. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass man einen Erreichbarkeitsgraphen aufbaut.
Das heißt, ausgehend von einer initialen Menge an Objekten, root set genannt, werden alle erreichbaren
Objekte abgelaufen. Objekte, die man dabei nicht besucht, können gelöscht werden, da sie nicht
erreichbar sind. Eines der bekanntesten Beispiele dieser Speicherbereinigungsart ist der mark-andsweep
Algorithmus, welcher bereits 1960 das erste Mal von John McCarthy im Rahmen von LISP
beschrieben wurde [McC60]. Vorteil der indirekten Verfahren ist, dass zur normalen Ausführungszeit
kein zusätzlicher Aufwand entsteht. Dafür ist allerdings das Erstellen des Erreichbarkeitsgraphen relativ
aufwendig.
kopierend/verschiebend — nicht-verschiebend Eine andere Charakterisierung beurteilt die Verfahren
nach der Art, wo die verwendeten Objekte nach der Speicherbereinigung angeordnet sind. Hier
besteht die Möglichkeit, dass die Objekte an derselben Position liegen wie vor der Speicherbereinigung
oder dass sie an eine andere Position kopiert wurden. Kopierende Speicherbereinigung bedeutet
dabei eigentlich, dass alle benötigten Objekte von einem Speicherbereich in einen anderen kopiert
werden [Che70, FY69]. Man kann auch noch solche Verfahren dazu zählen, welche die lebenden
Objekte zusammenfassen [HW67]. Vorteil ist hauptsächlich, dass die Fragmentierung des freien Speichers
vermieden wird. Nachteil kopierender oder verschiebender Verfahren ist, dass Referenzen auf
verschobene Objekte angepasst werden müssen.
inkrementell — blockierend Eine weitere Unterscheidung kann nach der Fähigkeit zur nebenläufigen
Ausführung der Speicherbereinigung vorgenommen werden. Einige Verfahren können nur exklusiv
ausgeführt werden. Das heißt, dass das System während der Speicherbereinigung angehalten wird.
Diese Verfahren werden blockierend genannt.
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