JPH0442338A - ガーベッジコレクションシステムにおけるアクセス可能なオブジェクトの判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガーベッジコレクションシステムにおけるアク
セス可能なオブジェクトの判別方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のガーベツジコレクシンシステムには、オブジェク
トポインタ（ガーベッジコレクションシステムで管理す
るヒープ領域内のオブジェクトへのポインタ）と、整数
などのデータとを区別するのに、タグを用いたり、ある
いはオブジェクトの種類毎に定められたメモリ領域にオ
ブジェクトを格納したりしているものがある。これによ
ってアクセス可能なオブジェクトの判別を行い、ガーベ
ッジコレクションを実行するようにしている。

ま　た、　［Ｊｏｈｎ　　Ｗｉｌｅｙ＆５ｏｎｓ、Ｌｔ
ｄ　　Ｊ発行のｒＢｏｅｈｍ　　Ｈ−Ｊ。

、ａｎｄ　Ｗｅｉｓｅｒ、Ｍ、、“Ｇａｒｂａｇｅ　Ｃ
ｏ１１ｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ａｎ　Ｕｎｃｏｏｐｅｒａ
ｔｉｖｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ−９ｏｆｔｗａｒｅ
　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ａｎｄ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ、
Ｖｏｌ、１８（９）、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　１９８８．
ｐｐ、８０７−８２０．　Ｊ　（以下、文献という）に
は、オブジェクトポインタの可能性がある全てのデータ
（レジスタ、スタック、データ領域なと）の中で、アロ
ケータが管理している正当なオブジェクトアドレスと同
じものは、アクセス可能なオブジェクトへのポインタで
あると仮定し、ガーベッジコレクションを行うようにす
るものが記載されている。この文献に記載されているガ
ーベッジコレクタのアクセス可能なオブジェクトの判別
方法では、データを標準のマシン表現（３２ビツト整数
等）で扱うことができるので実行効率が低下することが
なく、またコンパイラ等を変更しなくてもＣ，Ｐａ５ｋ
ａ１等の一般の言語で使用することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来のアクセス可能なオブジェクトの判
別方法では、タグを用いて判別する方法にあっては、例
えば、ポインタや整数などを３２ｂｉｔのデータで表現
する場合には、タグ用に１ｂｉｔ割り当てなければなら
ないので、ポインタあるいは整数そのものを示すデータ
は３１ｂｉｔとなってしまい、このためデータ（３１ｂ
’ｉｔで表現されているポインタあるいは整数）を標準
のマシン表現（３２ビツト整数等）で扱うことがてきな
いので、実行効率が低下してしまう。またオブジェクト
の種類に応したメモリ領域にオブジェクトを格納して、
アクセス可能なオブジェクトを判別する方法にあっては
、特殊なデータ表現を必要とするため、Ｃ，Ｐａ５ｋａ
１等の一般の言語てガーベツジコレクションを実行する
には、コンパイラ等を変更する必要がある。

一方、上記文献に記載されているガーベツジコレクタの
判別方法では、整数等の値と正当なオブジェクトアドレ
ス（オブジェクトポインタ）とが同一であった場合には
、オブジェクトポインタか直接ヒープ領域内のオブジェ
クトを指しているので、オブジェクトポインタを書替え
ることができない。従って、実行効率の良いコピー型ガ
ーベ・ソジコレクションと絹み合わせることや、ヒープ
領域のフラグメンテーションが起こった場合にコンパク
ションを行うことができない。

また、上記文献に記載されているガーベツジコレクタの
判別方法では、アロケータが管理している正当なオブジ
ェクトアドレスと同じかどうかを判別するのが複雑であ
る。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、実行効
率の良いガーベッジコレクションを行うことができると
ともに、ヒープ領域にフラグメンテジョンが起こった場
合であってもコンパクションを行うことのできるガーベ
ッジコレクションシステムにおけるアクセス可能なオブ
ジェクトの判別方法を提供することを］」的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために、本発明に係るガーベッ
ジコレクションシステムにおけるアクセス可能なオブジ
ェクトの判別方法では、ヒープ領域内のオブジェクトへ
のポインタを記憶するオブジェクトテーブルを設け、ヒ
ープ領域とは異なる領域からヒープ領域内のオブジェク
トへは前記テーブルを介して間接的に参照し、そのとき
参照されるポインタで指定されているオブジェクトをア
クセス可能なオブジェクト対象とするようにしている。

〔作用〕

本発明に係るガーベッジコレクションシステムにおける
アクセス可能なオブジェクトの判別方法では、レジスタ
、スタック、データ領域からヒープ領域内のオブジェク
トへは、ヒープ領域内のオブジェクトへのポインタを記
憶するオジェクトテプルを介して間接的に参照するよう
にしたので、オブジェクトが存在する領域は、例えばデ
ータ領域内に存在し、ヒープ領域内のオブジェクトを参
照すべくポインタの可能性があるデータ、に対応するポ
インタには依存しないことになり、このためオブジクト
テーブル内のポインタの値を書換えることかでき、オブ
ジェクトを移動することが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るガーベッジコレクションシステムに
おけるアクセス可能なオブジェクトの判別方法の実施例
を、添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係るアクセス可能なオブジェクトの判
別方法を説明するための図である。

このオブジェクト判別方法では、データ領域１、レジス
タ及びスタック２から、ヒープ領域３へはオブジェクト
テーブル４を介して間接的に参照する。すなわち、オブ
ジェクトテーブル４のエンドυ内にヒープ領域３へのポ
インタを持ち、データ領域］、レジスタやスタック２は
、ヒープを参照する部分のオブジェクトテーブルエント
リへのポインタを持っている。

このオブジェクト判別方法を適用したガーベツジコレク
ションシステムでは、オブジェクトポインタ（ガーベッ
ジコレクションシステムで管理するヒープ領域内のオブ
ジェクトへのポインタ）の可能性がある全てのデータ（
レジスタ、スタック、データ領域など）の中で、後述す
る条件Ｉ〜■を全で満たすものは、アクセス可能なオブ
ジェクトへのポインタ（実際にはオブジェクトテーブル
エントリ ジコレクションを行う。

１）データの値が、オブジェクトテーブルが占めるアド
レスの範囲内にある。範囲内になければオブジェクトポ
インタではない。

■）データの値のオブジェクトテーブルヘッダからのオ
フセットが、オブジェクトテーブルエンＩ・りのサイズ
の倍数である。倍数でなければオブジェクトポインタで
はない。

■）データの示すオブジェクトテーブルエントリが使用
されている。使用されていなければオブジェクトポイン
タではない。

なお、整数等の値がたまたま上記条件Ｉ〜■を全て満た
す場合があっても、オブジェクトテーブルエントリ内の
ヒープ領域へのポインタの値を書き換えることにより、
オブジェクトを移動することが可能である。

第２図は本発明に係るアクセス可能なオブジェクトの判
別方法を適用したガーベッジコレクションシステムの一
実施例を示す構成図である。

この実施例では、本発明に係るアクセス可能なオブジェ
クトの判別方法を適用したマーク＆スイープ型ガーベツ
ジコレクションシステムの動作について説明する。

図示しないメモリにはヒープ領域１０とオブジェクトテ
ーブル２０とが割り当てられている。

オブジェクトテーブル２ｏには、ヒープ領域１０内のオ
ブジェクトへのポインタと、そのポインタで指定される
オブジェクトが参照されたことを示すマークとを記憶す
る複数のオブジェクトテーブルエントリ２ＯＡが設けら
れている。

ヒープ領域１０とオブジェクトテーブル２０のメモリ配
置では、ヒープ領域１０を高アドレスに配置する。ここ
で、第２図に示すように、ヒープ領域１０のトップアド
レスをＨｅａｐＴｏｐ　、ヒープ領域１０のボトムアド
レスをＩＩｅａｐＢｏｔｔｏｍ、オブジェクトテーブル
２０のトップアドレスを０ＴＴｏｐ　、オブジェクトテ
ーブル２０のボトムアドレスをＯ’ＴＢ。

ｔｔｏｍとすると、０ＴＴｏｐ　＜　＝　ＨｅａｐＢｏ
ｔｔｏｍが成り立つ。

またオブジェクトテーブル２０のエントリサイズを０Ｔ
ＥｎｔｒｙＳｉｚｅとする。ここで、０ＴＢＯ１ｔｏｍ
と０ＴＴｏｐ間は０ＴＥｎｔｒｙＳｉｚｅの倍数になる
ようにする。

なお使用されていないオブジェクトテーブルエントリ２
０Ａ（第２図の斜線で示すエントリ）は、フリーリスト
（ＰｒｅｅＬｉｓｔ）　３０からのリストを構成する。

リストの最後のエントリには「０」が記述されている。

そしてレジスタ及びスタック４０、データ領域５０から
ヒープ領域１０内のオブジェクトへは、オブジェクトテ
ーブル２０を介して間接的に参照する。

次にマーク及スィーブ型ガーへツジコレクションシステ
ムのガーベッジコレクション動作を説明する。

最初に、ガーベッジコレクションのマークフェーズにお
いて、レジスタ及びスタック４０、データ領域５０の全
てのデータの中で、後述する条件■〜■を全で満たすも
のは、アクセス可能なオブジェクトへのポインタ（実際
にはオブジェクトテーブルエントリへのポインタ）であ
ると仮定し、それらのポインタをルートとして再帰的に
オブジェクトテーブルエントリ２ＯＡ内にマークしてい
く。

ここで、調べるデータの値をｄａｔａとすると、■：　
ＯＴ［３ｏｔｔｏｍ＜　＝ｄａｔａ＜　０ＴＴｏｐ（上
述した条件Ｉに対応している） ■：　ｄａｔａ　ｍｏｄ　０ＴＥｎｔｒｙＳｉｚｅ＝　
０（ｄａｔａが０ＴＩＥｎｔｒｙＳｉｚｅの倍数である
こと）（上述した条件Ｈに対応している） ■：　ｅｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆｄａｔａ　ａｄｄｒｅＳ
Ｓ＞　＝　ｌ１ｅａｐＢＯ１ｉＯ＋１（オブジェクトテ
ーブルエントりが使用されていること） （上述した条件■に対応している） 上記条件■〜■の全てを満足する場合は、アクセス可能
なオブジェクトへのポインタ（実際にはオブジェクトテ
ーブルエントりへのポインタ）であると仮定する。

一方、スイープフェイズでは、全てのオブジェクトテー
ブルエントリ２ＯＡの中で、オブジェクトテーブルエン
トリ２ＯＡ内にマークされていないオブジェクトを回収
する。

第３図は本発明に係るアクセス可能なオブジェクトの判
別方法を適用したガーベツジコレクションシステムの他
の実施例を示す構成図である。

この実施例では、本発明に係るアクセス可能なオブジェ
クトの判別方法を適用したジェネレーションスキャベン
ジ型ガーベッジコレクションシステムの動作について説
明する。

第３図において、第２図に示した構成部分と同様の機能
を果たす部分には同一の符号を付している。

ヒープ領域１００とオブジェクトテーブル２゜のメモリ
配置では、ヒープ領域１００を高アドレスに配置する。

ここで、第３図に示すように、ヒープ領域１゜Ｏのトッ
プアドレスをＨｅａｐＴｏｐ　、ヒープ領域１００のボ
トムアドレスをＨｅａｐＢｏｔｔｏｍ、オブジェクトテ
ーブル２０のトップアドレスを０ＴＴｏｐ　’　、オブ
ジェクトテーブル２０のボトムアドレスをＯＴＢｏｔｔ
ｏｍとすると、０ＴＴｏｐ　＜　−１１ｅａｐＢｏｔｔ
ｏｍが成立する。

また同図に示すように、ヒープ領域１００は、高アドレ
スから順に、クリエーションスペース（Ｃｒｅａｉｉｏ
ｎＳｐａｃｅ　）　１０１、サバイバスペース（Ｓｕｒ
ｖｉｖｏｒＳｐａｃｅ　）　１、サバイバスペース（Ｓ
ｕｒｖｉｖｏｒｓｐａｃｅ　）　２、オールドスペース
（０ＩｄＳｐａｃｅ）１０２から構成されている。クリ
エーションスペース１−０１とサバイバスペース１．２
とをまとめて一ユースペース（ＮｅｗＳｐａｃｅ）　１
０３とする。

ここで、第３図に示すように、ニュースペース１０３の
トップアドレスをＮｅｖＴｏｐ、ニュースペース１０３
のボトムアドレスをＮｅｗＢｏｔｔｏｍ　、オールドス
ペース１０２のトップアドレスを０ＩｄＴｏｐ、オール
ドスペース１０２のボトムアドレスを旧ｄ１３ｏｔＬｏ
ｍとする。

またオブジェクトテーブル２０のエントリサイズを０Ｔ
ＥｎｔｒｙＳｉｚｅとする。ここで、０ＴＢｏｉ　ｔｏ
ｍと０ＴＴｏｐ間は０ＴＥｎｔｒｙＳｉｚｅの倍数にな
るようにする。

なお使用されていないオブジェクトテーブルエントリ２
０Ａ（第３図の斜線で示すエントリ）は、フリーリスト
（ＦｒｅｅＬｉｓｔ）　３０からのリストを構成する。

リストの最後のエントリには「０」が記述されている。

そしてレジスタ及びスタック４０、データ領域５０から
ヒープ領域１００内のオブジェクトへは、オブジェクト
テーブル２０を介して間接的に参照する。

次にジェネレーションスキャベンジ型ガーベッジコレク
ションシステムのガーベッジコレクション動作を説明す
る。

最初に、ガーベッジコレクションのジェネレーション交
代フェーズではレジスタ及びスタック４０、データ領域
５０、それとオールドスペース１０２内の全てのデータ
の中で、後述する条件ａ〜Ｃを全て満足するものは、生
き残らせるべきオブジェクトへのポインタ（実際にはオ
ブジェクトテーブルエントリへのポインタ）であると仮
定し、それらのポインタをルートとして再帰的に、２つ
あるサバイバスペースのうち空いているほうのサバイバ
スペースに、クリエーションスペース１０１内のオブジ
ェクトをコピーしていく。

ここで調べるデータの値をｄａｔａとすると、ａ　）　
　：　ＯＴＢｏｔｔｏｍ＜　−ｄａｔａ＜　０ＴＴｏｐ
（上述した条件Ｉに対応している） ｂ　）　　：　ｄａｔａ　ｍｏｄ　０ＴＥｎｔｒｙＳｉ
ｚｅ＝　０（ｄａｔａが０ＴＥｎｔｒｙＳｉｚｅの倍数
であること）（上述した条件■に対応している） ｃ　）　　：　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆｄａｔａ　ａｄ
ｄｒｅｓｓ＞　＝　ＮｅｗＢｏＬＬｏｍ（オブジェクト
テーブルエントすが使用されていて、かつそれがＮｅｗ
Ｓｐａｃｅ内のオブジェクトポインタであること） （上述した条件■に対応している） 上記条件ａ　−ｃの全てを満足している場合は、生き残
らせるべきオブジェクトへのポインタ（実際にはオブジ
ェクトテーブルエントすへのポインタ）であると仮定す
る。

なお上述したクリエーションスペース１．０１内のオブ
ジェクトのコピーに際しては、周知のように、最初の全
データに関して生き残らせるべきオブジェクトをサバイ
バスペース１にコピーしたら、次の全データに関して生
き残らせるべきオブジェクトを、空いているサバイバス
ペース２にコピーし、以下同様にして、サバイバスペー
ス１とサバイバスペース２とに交互にコピーしていくこ
とになる。

上記各実施例によれば、ポインタの値と整数等の値とが
同じ場合であっても、レジスタ、スタック、データ領域
内のデータのポインタは直接ヒープ領域内のオブジェク
トを指していないので、オブジェクトテーブルエントリ
内のヒープ領域へのポインタの値を書き換えることがで
き、これによりオブジェクトを移動することが可能であ
る。すなわち、スタック、レジスタなどの値を書換える
必要がない（なお、書換えた場合には誤動作する虞が極
めて大きい）。

以上説明したように本実施例によれば、次に示すような
利点がある。

■：オブジェクトの判別には、タグを用いていないので
、ポインタや整数などのデータを標準のマシン表現（３
２ビツト整数等）で扱うことができるので、実行効率の
低下を防止することができる。

■：オブジェクトの種類に応じたメモリ領域にオブジェ
クトを格納するようにしていないので、特殊なデータ表
現を必要としないため、コンパイラ等の変更がなくても
、Ｃ，Ｐａ５ｃｌなどの一般の言語で使用することがで
きる。

■：ヒープ領域へのポインタの値を書換えることにより
、ヒープ領域内のオブジェクトを移動することが可能と
なるので、コピーコピー型ガーベッジコレクションと組
み合わせて実行効率の良いガーベッジコレクションを行
うことができる。

■：ヒープ領域へのポインタの値を書換えることにより
、ヒープ領域内のオブジェクｉ・を移動することが可能
となるので、コンパクションを行いヒープ領域のフラグ
メンテーションを防ぐことができる。

■：ヒープを参照する領域内のデータがアクセス可能な
オブジェクトへのポインタであるがどうかを調べる手順
が簡単になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ヒープ領域とは異
なる領域からヒープ領域内のオブジェクトへは、そのオ
ブジェクトへのポインタを記憶しているオブジェクトテ
ーブルを介して間接的に参照するようにしているので、
オブジェクトが存在する領域は、例えばデータ領域内に
存在し、ヒープ領域内のオブジェクトを参照すべくポイ
ンタの可能性があるデータ、に対応するポインタには依
存しないことになり、このためオブジェクトテーブル内
のポインタの値を書換えてオブジェクトを移動すること
が可能となる。

またオブジェクトを移動することができることにより、
ヒープ領域にフラグメンテーションが起こった場合であ
っても、コンパクションを行うことができ、メモリを有
効に利用することが可能となる。さらにオブジェクトを
移動することができることにより、コピー型ガーベツジ
コレクションと組み合わせることができるので、実行効
率の良いガーベツジコレクションを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアクセス可能なオブジェクトの判
別方法を説明するための説明図、第２図は本発明に係る
アクセス可能なオブジェクトの判別方法を適用したガー
ヘツジコレクションシステムの一実施例を示す構成図、
第３図は本発明に係るアクセス可能なオブジェクトの判
別方法を適用したガーベッジコレクションシステムの他
の実施例を示す構成図である。 １０．１００・・・ヒープ領域、２０・・・オブジェク
トテーブル、２ＯＡ・・・オブジェクトテーブルエント
リ、３０・・・フリーリスト、４０・・・レジスタ及び
スタック、５０・・・データ領域。 第１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヒープ領域内のオブジェクトへのポインタを記憶するオ
   ブジェクトテーブルを設け、ヒープ領域とは異なる領域
   からヒープ領域内のオブジェクトへは前記テーブルを介
   して間接的に参照し、そのとき参照されるポインタで指
   定されているオブジェクトをアクセス可能なオブジェク
   ト対象とするようにした ことを特徴とするガーベッジコレクションシステムにお
   けるアクセス可能なオブジェクトの判別方法。