Συλλογή Σκουπιδιών Σε Συστήματα Πιστοποιημένου Κώδικα

Abstract

Η διαχείριση της μνήμης που έχει εκχωρηθεί σε ένα πρόγραμμα αποτελεί μια σοβαρή επιβάρυνση για τον προγραμματιστή, όταν αυτή γίνεται χειροκίνητα. Σε αυτήν την περίπτωση ο ίδιος ο προγραμματιστής είναι υπεύθυνος για την παρακολούθηση του χρόνου ζωής των αντικειμένων, των οποίων τη μνήμη πρέπει να αποδεσμεύει όταν αυτά δεν χρειάζονται πια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο κώδικας που απαιτείται για τη δουλειά αυτή να δυσκολεύει την υλοποίηση, την συντήρηση, ακόμα και τη σχεδίαση των προγραμμάτων, ενώ συχνά μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα, όπως αιωρούμενες αναφορές και διαρροές μνήμης. Μια λύση στο πρόβλημα αυτό έρχεται να δώσει η συλλογή σκουπιδιών, η οποία απαλλάσσει τον προγραμματιστή από το καθήκον να παρακολουθεί αυτός τα αντικείμενα και να τα αποδεσμεύει όταν δεν είναι πια χρήσιμα (σκουπίδια). Η διαδικασία αυτή πραγματοποιείται κατά την ώρα εκτέλεσής ενός προγράμματος από το ίδιο το πρόγραμμα, το οποίο φέρει κώδικα που διαπιστώνει πότε ένα αντικείμενο δεν είναι χρήσιμο και ανάλογα φροντίζει να αποδεσμεύσει αυτόματα την μνήμη που έχει εκχωρηθεί σε αυτό. Η συλλογή σκουπιδιών χρησιμοποιείται ευρέως στις συναρτησιακές γλώσσες προγραμματισμού, καθώς σε αυτές τις γλώσσες είναι δύσκολη η ρητή αποδέσμευσή μνήμης.Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η συγκριτική μελέτη διάφορων αλγορίθμων συλλογής σκουπιδιών, κατάλληλων για χρήση σε ένα σύστημα μεταγλώττισης πιστοποιημένων εκτελέσιμων (certified binaries). Γίνεται εκτενής παρουσίαση των αλγορίθμων και αναφορά στα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του καθενός. Οι αλγόριθμοι που αναφέρονται υλοποιήθηκαν σε C για το NFlint, ένα σύστημα μεταγλώττισης πιστοποιημένων εκτελέσιμων που έχει υλοποιηθεί στο Εργαστήριο Τεχνολογίας Λογισμικού του ΕΜΠ.