Подсчёт ссылок


Подсчёт ссы́лок (англ. reference counting) — техника хранения количества ссылок, указателей или дескрипторов на какой-то ресурс, например на объект или на блок памяти. Обычно используется как средство освобождения объектов, которые больше не нужны и на них больше нет ссылок.

Подсчёт ссылок также известен как один из алгоритмов сборки мусора, где каждый объект содержит счётчик количества ссылок на него, используемых другими объектами. Когда этот счётчик уменьшается до нуля, это означает, что объект стал недоступным, и он помещается в список объектов на уничтожение.

Простой подсчёт ссылок требует частых обновлений счётчика. При любом уничтожении или перезаписи ссылки на объект, счётчик ссылок этого объекта декрементируется, а когда любая из ссылок на объект создаётся или копируется, счётчик ссылок на объект инкрементируется.

Подсчёт ссылок также используется в дисковых операционных системах и распределённых системах, где полные неинкрементные отслеживающие сборщики мусора были бы слишком времязатратны из-за размеров графа взаимосвязанных объектов и малой скорости доступа.

Главное достоинство подсчёта ссылок перед отслеживающими сборщиками мусора в том, что объекты удаляются сразу, как только на них нельзя сослаться, и в инкрементальной манере, без долгих пауз для циклов сборки и с ясно определённым временем жизни каждого объекта. В приложениях реального времени или в системах с ограниченной памятью это очень важно для поддержания малого времени отклика. Подсчёт ссылок также является одним из простейших способов реализации сборки мусора. Он также обеспечивает эффективное управление не только памятью, но и другими видами ресурсов, например, объектами операционной системы, которые часто гораздо дефицитней, чем память (системы с отслеживающей сборкой мусора используют для этого финализаторы, но тем не менее отложенная очистка может вызвать проблемы). Взвешенные счётчики ссылок является хорошим решением для сборки мусора в распределённых системах.

Счётчики ссылок также полезны в качестве входной информации для различных оптимизаторов времени исполнения. Например, системы, сильно зависимые от неизменяемых объектов (многие функциональные языки) могут проигрывать в производительности из-за частых операций копирования. Однако, если мы знаем, что какой-то объект имеет только одну ссылку, и эта ссылка потеряна, но в то же время создан похожий новый объект (как в выражении по прибавлению строки str ← str + "a"), мы можем заменить эту операцию модификацией (англ. mutation) исходного объекта.