เมื่อพูดถึงการพัฒนาซอฟต์แวร์หรือแอปพลิเคชัน สิ่งหนึ่งที่นักพัฒนาจะต้องคำนึงถึงเสมอคือการจัดการหน่วยความจำ ไม่ว่าคุณจะเป็นโปรแกรมเมอร์มืออาชีพหรือผู้ที่เพิ่งเริ่มต้น คำว่า "Garbage Collection" หรือการรวบรวมขยะคอลเลกชันคือหัวใจสำคัญของการจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติที่มีอยู่ในภาษาโปรแกรมมิ่งหลายภาษา อาทิเช่น Java และ Python วันนี้เราจะมาพูดถึงหลักการและความสำคัญของมันว่ามีองค์ประกอบอะไรกันบ้าง
การจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติหรือ Automatic Memory Management คือการทำให้โปรแกรมสามารถจัดการกับการจองหน่วยความจำและการปล่อยหน่วยความจำที่ไม่จำเป็นออกโดยอัตโนมัติ นั่นหมายความว่าโปรแกรมเมอร์ไม่จำเป็นต้องดูแลรักษาหรือเขียนโค้ดเพื่อจัดการกับการจองและปล่อยหน่วยความจำด้วยตนเอง ซึ่งสามารถป้องกันปัญหาหลายอย่าง เช่น memory leaks และ dangling pointers
Garbage Collection นั้นเป็นกระบวนการหนึ่งภายใต้การจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติที่ช่วยให้ระบบปฏิบัติการหรือเครื่องมือที่เกี่ยวข้องสามารถคืนหน่วยความจำที่ไม่ได้ใช้งานกลับมาเพื่อให้สามารถนำไปใช้ต่อได้ กล่าวคือเมื่ออ็อบเจ็กท์ในโปรแกรมไม่มี reference หรืออ้างอิงจากที่ใดที่หนึ่งอีกต่อไป มันจะถูกมองว่าเป็น "ขยะ" และจะถูก "รวบรวม" เพื่อนำหน่วยความจำที่มันครอบครองนั้นคืนสู่ระบบ
1. Mark and Sweep
หลักการแรกคือ "ระบุและรวม" (Mark and Sweep) ด้วยทำการสแกนทั้งหมดของโปรแกรมเพื่อหาอ็อบเจ็กท์ที่ยังมีการใช้งานอยู่ และทำ "มาร์ก" ไว้ จากนั้นจะทำการ "รวม" อ็อบเจ็กท์ที่ไม่ได้มาร์กไว้เพื่อปล่อยหน่วยความจำ
2. Reference Counting
หลักการที่สองคือการนับจำนวนอ้างอิง (Reference Counting) ที่จะทำการติดตามจำนวนครั้งที่อ็อบเจ็กท์ถูกอ้างถึง หากจำนวนนี้ลดลงเป็นศูนย์ แสดงว่าอ็อบเจ็กท์นั้นไม่มีใครใช้
ภาษาเขียนโปรแกรมที่มี Garbage Collector (GC) และภาษาที่ไม่มี GC มีความแตกต่างกันอย่างมากในแง่ของการจัดการหน่วยความจำและความสะดวกในการเขียนโค้ด ต่อไปนี้คือการเปรียบเทียบระหว่างทั้งสอง:
ภาษาที่มี Garbage Collector
ตัวอย่างภาษา
: Java, C#, Python, Goข้อดี
: 1. การจัดการหน่วยความจำอัตโนมัติ: GC ช่วยให้นักพัฒนาไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการคืนหน่วยความจำที่ไม่ใช้แล้ว, ซึ่งลดความซับซ้อนในการเขียนโค้ดและลดโอกาสในการเกิด memory leak. 2. ความปลอดภัย: โดยทั่วไป, ภาษาที่มี GC มักจะมีความปลอดภัยมากขึ้นเนื่องจากมีการควบคุมการเข้าถึงหน่วยความจำอย่างเข้มงวด.ข้อเสีย
: 1. ประสิทธิภาพ: การทำงานของ GC อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานเนื่องจากต้องใช้เวลาและทรัพยากรในการค้นหาและล้างหน่วยความจำที่ไม่ใช้แล้ว. 2. การคาดเดาการทำงาน: การทำงานของ GC อาจทำให้เกิดความล่าช้าที่ไม่สามารถคาดเดาได้ซึ่งอาจส่งผลต่อการทำงานของแอปพลิเคชันในเวลาจริง.ภาษาที่ไม่มี Garbage Collector
ตัวอย่างภาษา
: C, C++ข้อดี
: 1. ควบคุมได้มาก: นักพัฒนามีอำนาจในการควบคุมการจัดการหน่วยความจำอย่างสมบูรณ์, ซึ่งอาจนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพ. 2. ประสิทธิภาพ: ภายใต้การจัดการที่ดี, โค้ดที่เขียนด้วยภาษาเหล่านี้สามารถทำงานได้เร็วและมีประสิทธิภาพสูง.ข้อเสีย
: 1. ความซับซ้อนในการเขียนโค้ด: นักพัฒนาต้องจัดการกับการจองและการคืนหน่วยความจำด้วยตนเอง, ซึ่งอาจเพิ่มความซับซ้อนและโอกาสในการเกิดข้อผิดพลาด เช่น memory leaks หรือการเข้าถึงหน่วยความจำที่ถูกคืนแล้ว (dangling pointers). 2. ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย: โค้ดที่เขียนด้วยภาษาเหล่านี้อาจมีความเสี่ยงสูงต่อข้อผิดพลาดด้านความปลอดภัย เช่น buffer overflows และ memory corruption ซึ่งอาจถูกใช้โดยผู้โจมตี.การเลือกใช้ภาษาที่มีหรือไม่มี GC ขึ้นอยู่กับความต้องการของโปรเจกต์, ความคุ้นเคยของทีมพัฒนากับภาษานั้น ๆ และความสำคัญของปัจจัยต่าง ๆ เช่น ประสิทธิภาพ, ความปลอดภัย, และความเร็วในการพัฒนา.
หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง
หากเจอข้อผิดพลาด หรือต้องการพูดคุย ติดต่อได้ที่ https://m.me/expert.Programming.Tutor/
หากมีข้อผิดพลาด/ต้องการพูดคุยเพิ่มเติมเกี่ยวกับบทความนี้ กรุณาแจ้งที่ http://m.me/Expert.Programming.Tutor
085-350-7540 (DTAC)
084-88-00-255 (AIS)
026-111-618
หรือทาง EMAIL: NTPRINTF@GMAIL.COM