lua垃圾回收

在lgc.h文件中, 定义了以下几个宏, 是lua gc过程中的一些状态

#define GCSpropagate    0 // 标记阶段
#define GCSatomic       1 // 标记阶段 原子操作
#define GCSswpallgc     2 // 清理allgc
#define GCSswpfinobj    3 // 清理finobj
#define GCSswptobefnz   4 // 清理tobefnz
#define GCSswpend       5 // 清扫收尾
#define GCScallfin      6 // 调用__gc
#define GCSpause        7 // 暂停状态

在global_State中, 定义了一些与GC相关的变量

• GCdebt 表示触发GC的债务, 每当新建对象分配内存时就会累加到g->GCdebt, 达到临界值时触发GC
• allgc 所有未被标记为终结的对象
• finobj 所有被标记为终结的对象
• tobefnz 所有准备终结的对象(准备调用__gc的对象)
• fixedgc 不会被回收的对象
• gray 灰色对象列表
• grayagain 需要进行原子操作的对象列表
• gcstate 当前状态

Lua内存回收使用的是三色法
白色：对象没有被垃圾回收器访问时候标记为白色
灰色：这个对象正处在被扫描，但是它所有引用都没访问完的时候被标记为灰色
黑色：当一个对象的所有引用都被扫描了以后的时候，这个对象被标记为黑色
在清除阶段, 会将所有白色对象回收

在luaD_precall luaD_poscall lua_newuserdata lua_concat lua_createtable 等函数中, 会调用luaC_checkGC, 在这个函数中, 会去检查GCdebt, 达到内存回收条件, 就会调用luaC_step进行内存回收工作

1. gcstate 初始为GCSpause状态, 会调用函数restartcollection(global_State) 将mainthread l_registry
   以及相关元表标记为灰色

   static void restartcollection (global_State *g) {
     g->gray = g->grayagain = NULL;
     g->weak = g->allweak = g->ephemeron = NULL;
     markobject(g, g->mainthread);
     markvalue(g, &g->l_registry);
     markmt(g);
     markbeingfnz(g);  /* mark any finalizing object left from previous cycle */
   }

2. 进入标记阶段, 标记阶段分为GCSpropagate 和 GCSatomic

   GCSpropagate: 从gray中不停的取出对象, 将其标记为黑色, 这一操作是分步进行的, 而且, 对象会根据对象类型的不同进行不同的处理

   gray2black(o);
   switch (o->tt) {
   	case LUA_TTABLE:如果是弱表, 就回退到**灰色**, 否则遍历标记数组与哈希部分
   	case LUA_TLCL: 对**upval**进行标记
   	case LUA_TCCL: 对**upval**进行标记
   	case LUA_TTHREAD:移动到**grayagain**, 进行原子操作处理
   	case LUA_TPROTO:对**字符串** **upvalue** **局部变量**进行遍历标记
   }

   GCSatomic 除了处理 gray grayagain 等, 还会扫描finobj将可回收对象转移到tobefnz, 以及弱表

   propagateall(g);  /* make sure gray list is empty */
   work = atomic(L);  /* work is what was traversed by 'atomic' */
   entersweep(L);

3. GCSswpallgc 清理allgc链表内的对象
   sweepstep(L, g, GCSswpfinobj, &g->finobj);

4. GCSswpfinobj 清理finobj链表内的对象
   sweepstep(L, g, GCSswptobefnz, &g->tobefnz);

5. GCSswptobefnz 清理tobefnz链表内的对象
   sweepstep(L, g, GCSswpend, NULL);

6. GCSswpend 收尾工作, 标记mainthread上为白色, 检查内存释放mainthread上的一些空间, 如：字符串表，连接缓冲区等

   makewhite(g, g->mainthread);  /* sweep main thread */
   checkSizes(L, g);

7. GCScallfin 取出tobefnz链表中的对象, 调用其__gc, 然后放入到allgc中

   static int runafewfinalizers (lua_State *L) {
     global_State *g = G(L);
     unsigned int i;
     lua_assert(!g->tobefnz || g->gcfinnum > 0);
     for (i = 0; g->tobefnz && i < g->gcfinnum; i++)
       GCTM(L, 1);  /* call one finalizer */
     g->gcfinnum = (!g->tobefnz) ? 0  /* nothing more to finalize? */
                       : g->gcfinnum * 2;  /* else call a few more next time */
     return i;
   }