Garbage Collection
Ruby
Gerenciamento manual
de memória
Objeto 01 Objeto 02
Desalocar manualmente
Objeto 01 Objeto 02
Objeto 01
Mas imagine o seguinte
cenário
Objeto 01 Objeto 02
Objeto 01 Objeto 02
Referência para um objeto
que não existe mais
Seu sistema pode
quebrar
Ou pior…
Ele pode gerar
resultados incorretos
Outras preocupações além
do domínio da aplicação
Entender como os
módulos que você utiliza
gerenciam sua memória
Lauro Caetano	

@laurocaetano
Open Source
Rails
Rails core team
O que é Garbage Collection
e como ele foi evoluindo a
cada nova versão do Ruby
Agenda
• O que é Garbage Collection	

• Garbage Collection no Ruby - Mark and sweep	

• Desvantagens do Mark and Sweep	

• Evolução	

• Lazy Sweep - Ruby 1.9	

• Bitmap Mark - Ruby 2.0	

• Generational Garbage Collection - Ruby 2.1
O que é Garbage
Collection?
Gerenciamento dinâmico
automático de memória
3 Responsabilidades
1.Alocar espaço para
novos objetos
2. Identificar os objetos
ainda vivos
3. Recuperar o espaço
ocupado por objetos
mortos
Garbage Collection no
Ruby
Ruby ainda utiliza o mesmo
algoritmo que foi inventado a mais
de 50 anos por	

John MacCarthy
Mark-Sweep
Free List
Hora de limpar o Heap
Stop the world
Percorre todos os objetos
do heap e marca os que
ainda estão vivos
Varre novamente o heap, mas
agora em busca dos objetos não
marcados e os remove do heap
Volta a executar o seu
programa
Vamos ao código
!
1 def new!
2 ref = allocate!
3 !
4 if ref.nil?!
5 collect!
6 !
7 if ref.nil?!
8 raise "Out of memory"!
9 end!
10 end!
11 end!
!
!
12 !
13 def collect!
14 mark_from_roots!
15 sweep(@heap_start, @heap_end)!
16 end!
17 !
!
!
17 !
18 def mark_from_roots!
19 initialize(worklist)!
20 !
21 @roots.each do |fld|!
22 ref = fld!
23 if !ref.nil? && !marked?(ref)!
24 set_marked(ref)!
25 mark!
26 end!
27 end!
28 end!
29
32 !
33 def mark!
34 while(@worklist.any?)!
35 ref = remove(worklist)!
36 !
37 pointers(ref).each do |fld|!
38 child = fld!
39 !
40 if !child.nil? && !marked?(child)!
41 set_marked(child)!
42 add(@worklist, child)!
43 end!
44 end!
45 end!
46 end!
47
47 !
48 def sweep(heap_start, heap_end)!
49 scan = start!
50 !
51 while (scan < heap_end)!
52 if marked?(scan)!
53 unset_marked(scan)!
54 else!
55 free(scan)!
56 end!
57 !
58 scan = next_object(scan)!
59 end!
60 end
Desvantagens do Mark
and sweep
Fazer Full GC toda hora
que o heap está cheio não
parece uma boa ideia
Stop the world
Mark and sweep é
proporcional ao tamanho
do heap
Evolução
Lazy Sweep	

Ruby 1.9
Fazer Full GC toda hora
que o heap está cheio não
parece uma boa ideia
Recuperar apenas o espaço
necessário para criar um novo
objeto e permitir que a aplicação
continue rodando
Agora o sweep não para
mais o mundo todo
A alocação é responsável
por checar se existe
espaço disponível
Caso não tenha espaço
disponível, fazer Lazy Sweep
até obter o espaço necessário
12 !
13 def allocate(size)!
14 result = remove(size)!
15 !
16 if result.nil?!
17 lazy_sweep(size)!
18 result = remove(size)!
19 end!
20 !
21 result!
22 end!
23
Bitmap Mark	

Ruby 2.0
Como os bits de marcação
no ficavam objeto, os valores
eram sempre diferentes
Para possibilitar que o Unix
compartilhe valores iguais
Os bits de marcação
foram movidos para uma
tabela de bitmap
1 1 1 1 10 0
Generational Garbage
Collection	

Ruby 2.1
Mark and sweep é
proporcional ao tamanho
do heap
Weak generational
hypothesis
O coletor processa mais
frequentemente objetos
novos do que objetos
maduros
Um objeto maduro é aquele
que permanece ativo por
um algum período de tempo
Enquanto um objeto novo
é aquele que seu sistema
acabou de criar
Geração Nova Geração Madura
Quando o mark and sweep
terminar, os objetos restantes
serão considerados maduros
Geração Nova Geração Madura
Geração Nova Geração Madura
Objetos maduros não
serão marcados novamente
até um próximo full GC
Quando o full GC ocorrer,
todos os objetos passarão
pelo mark and sweep
É legal entender como as
coisas funcionam
Obrigado
@laurocaetano	

github.com/laurocaetano
Bonus
JRuby and Rubinius.
Copying Garbage
Collection
Segmento de memória
contínua
Bump Allocation
Aloca segmentos adjacentes de
memória, mantendo um ponteiro
para a próxima alocação
Próxima alocação
Próxima alocação
Próxima alocação
Objetos podem ser de
tamanhos diferentes
A grande vantagem é que
valores relacionados ficam
próximos
A CPU pode cachear a
região de memória que for
acessada frequentemente
Também utiliza o Garbage
Collection Generacional
Ruby 2.2
GC Simbolos
https://bugs.ruby-lang.org/issues/9634
Obrigado
@laurocaetano	

github.com/laurocaetano

Garbage collection no Ruby