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你不必担心Dart的垃圾回收器(译)

简介: 在学习Flutter的过程中,我们知道Widget只是最终渲染对象(RenderObject)的配置文件,它会在build的时候频繁的销毁和创建,那么,我们不需要担心他的创建和销毁带来的性能问题吗? 其实大可不必,因为Dart针对Flutter的Widget的创建和销毁专门做过优化,这也是Flutter在多种语言中选择Dart的一个重要因素,甚至我们还可以刻意利用这一点。 下面这篇文章解析了Dart的GC(Garbage Collector),对它做了个翻译以及部分内容的解析,包括一些排版,有不对的地方大家多多指正。 原文地址:https://medium.com/flutter/flu
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Flutter使用Dart作为开发语言和运行时机制,Dart一直保留着运行时机制,无论是在调试模式(debug)还是发布模式(release),但是两种构建方式之间存在很大的差异。

  • 在调试模型下,Dart将所有的管道(需要用到的所有配件)全部装载到设备上:运行时,JIT(the just-in-time)编译器/解释器(JIT for Android and interpreter for iOS),调试和性能分析服务。
  • 在发布模式下,会除去JIT编译器/解释器依然保留运行时,因为运行时是Flutter App的主要贡献者。

image.png  debug和release

Dart的运行时包括一个非常重要的组件:垃圾回收器,它主要的作用就是分配和释放内存,当一个对象被实例化(instantiated)或者变成不可达(unreachable)。

在Flutter运行过程中,会有很多的Object。

  • 在StatelessWidget在渲染前(其实上还有StatefulWidget),他们被创建出来。
  • 当状态发生变化的时候,他们又会被销毁。
  • 事实上,他们有很短的寿命(lifespan)。
  • 当我们构建一个复杂的UI界面时,会有成千上万这样的Widgets。

所以,作为Flutter开发者,我们需要担心垃圾回收器不能很好的帮助我们管理这些吗?(是不是会带来很多的性能问题呢)

  • 当Flutter频繁的创建和销毁这些Widget(Objects),我们是否需要很迫切的限制这种行为呢?
  • 非常普遍,对于新的Flutter开发者来说,当一个Widget的状态不需要改变时,他们会创建引用的Widget,来替代State中的Widget,以便于不会被销毁或者重建。

不需要这样做

担心Dart的GC是没有任何事实根据的(没有必要),这是因为它分代(generational)架构和实现,可以让我们频繁创建和销毁对象有一个最优解。在大多数情况下,我们只需要Flutter引擎按照它的方式创建和销毁这些Widgets即可。


Dart的GC


Dart的GC是分代的(generational)和由两个阶段构成:the young space scavenger(scavenger针对年轻一袋进行回收) and parallel mark sweep collectors(sweep collectors针对老一代进行回收)

注解:事实上V8引擎也是这样的机制


调度安排(Scheduling)


为了让RG最小化对App和UI性能的影响,GC对Flutter引擎提供了hooks,hooks被通知,当Flutter引擎被侦测到这个App处于闲置的状态,并且没有用户交互的时候。这就给了GC一个空窗期来运行它的手机阶段,并且不会影响性能。

垃圾收集器还可以在那些空闲间隔内进行滑动压缩(sliding compaction),从而通过减少内存碎片来最大程度地减少内存开销。

image.png  空闲时GC


阶段一:Young Space Scavenger


这个阶段主要是清理一些寿命很短的对象,比如StatelessWidget。当它处于阻塞时,它的清理速度远快于第二代的mark、sweep方式。并且结合调度,完成可以消除程序运行时的暂停现象。

本质上来讲,对象在内存中被分配一段连续的、可用的内存空间,直接被分配完为止。Dart使用bump pointer(注解:如果像malloc一样,维护free_list再分配,效率很低。)分配新的空间,处理过程非常快。

分配了新对象的新空间,被为两部分,称之为semi spaces。一部分处于活动状态,另一部分处于非活动状态。新对象分配在活动状态,一旦填充完毕,依然存活的Object,就会从活动状态copy到非活动状态,并且清除死亡的Object。这个时候非活动状态变成了活动状态,上面的步骤一次重复。(注解:GC来完成上面的步骤)

为了确定哪些Object是存活的或死亡的,GC从根对象开始检测它们的应用。然后将有引用的Object(存活的)移动到非活动状态,直接所有的存活Object被移动。死亡的Object就被留下;

有关此的更多信息,请查看Cheney算法。

image.pngi


阶段二:Parallel Marking and Concurrent Sweeping


当对象达到一定的寿命(在第一阶段没有被GC回收),它们将被提升由第二代收集器管理的新内存空间:mark-sweep。

这个阶段的GC有两个阶段:第一阶段,首先遍历对象图(the object graph),然后标记人在使用的对象。第二阶段,将扫描整个内存,并且回收所有未标记的对象。

这种GC机制在标记阶段会阻塞,不能有内存变化和UI线程也会被阻塞。但是由于短暂的对象在Young Space Scavenger阶段以及被处理,所有这个阶段非常少出现。不过由于Flutter可以调用收集时间,影响的性能也会被降到最低。

但是如果引用程序不遵守分代的机制,反而这种情况会经常发生。但是由于Flutter的Widget的机制,所有这种情况不经常发生,但是我们还是需要了解这种机制。


Isolate


值得注意的是,Dart中的Isolate机制具有私有堆的概念,彼此是独立的。每个Isolate有自己单独的线程来运行,每个Isolate的GC不影响其他线程的性能。使用Isolate是避免阻塞UI和减轻密集型任务的好方法(注解:耗时操作可以使用Isolate)。


总结


到这里你应该明白:Dart使用了强大的分代GC,以最大限度的减少Flutter中GC带来的性能影响。

所以,你不需要担心Dart的垃圾回收器,这个反而是我们应用程序的核心所在。

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