具有手动内存管理的解释语言？

Question

哪些解释型语言无指针语言（IE：Python、Java、Perl、PHP、Ruby、Javascript 等）具有手动内存管理功能？我不记得曾经听说过。

解释型语言主要担心的不是垃圾收集的非确定性延迟（或没有足够延迟时的空间复杂性）吗？那么为什么不直接写一些与 Java 完全一样的东西，而是强制你手动释放内存呢？

编辑

我所说的手动内存管理是指该语言将引用对象，并且您可以使用引用删除对象。

示例：

Object a = new Object(); // a is a reference to the object
Object b = a; // b is a reference to the same object
a.method(); // fine
delete b; // delete the object referenced by b
a.method(); // null dereference exception

那么在像这个示例这样的语言中可能存在哪些警告（除了内存泄漏）？

Answer 1

这个问题背后的前提有点狡猾：

• 内存模型是语言的属性，而不是其实现。

• 被解释是实现的属性，而不是语言。

示例：

• 编程语言Scheme具有自动内存管理功能，并且有数十种解释实现，而且还有一些优秀的本机代码编译器，包括Larceny、Gambit和PLTScheme（其中包括两者一个解释器和一个 JIT 编译器进行无缝转换）。

• 编程语言Haskell具有自动内存管理功能；两个最著名的实现是解释器 HUGS 和编译器 GHC。还有其他几个值得尊敬的实现，它们在编译为本机代码 (yhc) 和解释 (Helium) 之间平均分配。

• 编程语言 C 具有手动内存管理功能，虽然世界上到处都是 C 编译器，但我们这些年纪大到还记得辉煌的 20 世纪 80 年代的人可能还记得 Saber-C 或 C-terp，这两个对于 MS 非常有用的 C 解释器- DOS。

尽管如此，您的问题背后有一个真实的观察：通常会编译具有手动内存管理的语言。为什么？

• 手动内存管理是一项遗留功能，通常用于与遗留代码兼容。遗留语言通常已经足够成熟，可以拥有本机代码编译器。

• 许多新语言都是由实现定义的。构建解释器比构建编译器更容易。在解释器中实现简单的自动内存管理比在本机代码编译器中实现高性能自动内存管理更容易。因此，如果语言从其第一个实现中获取其定义，则自动内存管理与解释相关，因为在解释设置中，实现更容易。

• 手动内存管理也（有时甚至是合理的）用于提高性能。 Ben Zorn 在 20 世纪 90 年代的出色实验研究表明，自动内存管理与手动内存管理一样快或更快，但需要大约两倍的内存。因此，手动内存管理通常用于内存稀缺的非常小的设备，以及内存加倍昂贵的非常大的数据中心。 （有时也被不太了解内存管理但听说垃圾收集很慢的人使用。他们在 1980 年是对的。）当担心性能时，您通常会发现本机代码编译器而不是比口译员更重要。

  一些真正有趣的例外也来自这个原则。例如，FORTH 和第一个 PostScript 实现都被设计为在小型嵌入式设备（望远镜和打印机）上运行，这些设备内存资源稀缺，但计算时间不是一个因素。这两种语言最初都是使用比本机代码更紧凑的字节码实现的，并且都具有手动内存管理功能。所以：具有手动内存管理的解释器。 （PostScript 的更高版本添加了垃圾收集选项。）

总而言之：

• 自动内存管理与手动内存管理是语言。

• 编译与解释是实现。

• 原则上这两个选择可以并且是正交的，但出于实用的工程原因自动内存管理经常与解释相关。

解释型语言的主要担忧不是垃圾收集的非确定性延迟（或没有足够延迟时的空间复杂性）吗？

我不知道人们对编程语言的解释实现有一个主要关注点。按字母顺序排列，Lua、Perl、PostScript、Python 和 Ruby 都非常成功，而 Icon、Scheme 和 Squeak Smalltalk 则比较成功。不可预测的延迟引起关注的唯一领域是硬实时计算，例如控制汽车刹车的 ABS 系统（如果您驾驶的是一辆足够豪华的汽车）。

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编辑问题后添加的注释：您将“解释”更改为“无指针”。但是您在评论中说您的意思是询问带有 new 和 delete 的语言。任何带有 new 和 delete 的语言都有指针：根据定义，无论 new 返回的是一个指针。 （在某些语言中，也可能有其他指针来源。）所以我认为你的意思是“没有指针算术和没有地址运算符的语言”。

Answer 2

Forth 具有可以通过 FORGET 释放的堆栈内存区域。

Answer 3

哪些解释语言具有手动内存管理？我不记得曾经听说过。

不存在解释性语言这样的东西。语言既不是编译的，也不是解释的。语言只是是。语言是一堆抽象的数学规则。解释或编译是语言实现的特征，它们与语言无关。 每种语言都可以由编译器或解释器实现；大多数现代高性能语言实现实际上都使用两者，并根据特定上下文中哪一个更快而在它们之间进行切换。

C是编译语言吗？那里有 C 解释器。 Python 是解释性语言吗？当前所有 8 个 Python 实现都使用编译器。

因此，由于每种语言都可以有解释性实现，因此 C 和 C++ 是具有手动内存管理功能的解释性语言的示例。 （这不仅仅是一场理论上的吹毛求疵的竞赛，实际上有 C 和 C++ 解释器。VxWorks 实时操作系统甚至在内核中包含一个权利，NASA 曾经使用过这个解释器来修复航天器上有缺陷的内核模块。）

另一个例子是 1958 年的 Lisp 的第一个版本：它具有手动内存管理（基于引用计数），但仅几个月后就被一个版本取代从那时起，它就一直使用自动内存管理。尽管如此，任何语言都可以用编译器或解释器来实现，所以我不知道该版本是否有解释实现或编译实现。 （事实上​​，我不确定它是否被实现了。）

如果你稍微放松你的标准并意识到内存管理只是一般资源管理的一个特例，那么你就会发现几乎所有语言，无论您想将它们称为编译型还是解释型还是其他完全不同的语言，都至少对某种类型的资源具有某种形式的手动资源管理（文件句柄、数据库连接、网络连接、缓存……）。

Answer 4

在一些高性能解释语言中，例如 Lua，您可以手动处理垃圾收集。请参阅lua_gc。

Answer 5

有一些可用的 C/C++ 解释器，例如这个。

我自己没有尝试过，但我认为既然它声称兼容编译的C/C++，它就需要有“手动”内存管理。

Answer 6

原因是循环引用、空指针异常和多重引用。一个简单的例子：

var a = new Object();
var b = a;
a = null;//or delete a or free a or whatever;
print(b);//what now? is b null? or is b still new Object()?

如果在上面的例子中，b现在为空，那么在重新定义变量时就会遇到一些主要问题。例如，不将 a 设置为 null，而是将其设置为 c 会怎样？ b 也会是 c 吗？

您可以在维基百科上阅读有关其他问题的信息，例如循环引用。

Answer 7

所以回答这部分问题：

主要担心的不是
解释语言
非确定性延迟（或空间
当没有足够的时候就会变得复杂
延迟）垃圾收集？那么为什么
不只是写一些完全一样的东西
Java，但会强制你释放内存
手动？

对于某些系统来说，这可能是一个问题。对于其他系统来说并不是什么问题。运行垃圾收集的软件可以比仅调用 malloc 的系统更快地分配内存。当然，您最终会在 GC 时间之后支付时间。

以基于网络的系统为例。您可以在处理请求期间分配所有内存，然后 GC 可以收集内存。最终结果可能不会那么好，但你明白了。

垃圾收集有很多不同的策略。哪种策略最适合系统取决于需求。但即使您需要绝对确定性，您也可以使用类似以下内容的内容： Realtime Java

Answer 8

解释并不一定意味着收集垃圾。 Perl、Tcl、Python 等等。我相信它们都使用简单的引用计数，因此内存回收是确定性的，尽管一点也不透明（曾经在 Perl 程序上尝试过 strace 吗？）。

Answer 9

Python 的 API 官方允许打开或关闭延迟垃圾收集 -
检查标准库的“gc”模块的文档：

http://docs.python。 org/library/gc.html

但这并不是它与静态语言相比变慢的原因 - 数据本身的动态特性才是速度差异的主要原因。

Answer 10

“编程语言 Haskell 具有自动内存管理功能；
两个最著名的实现是解释器 HUGS 和
编译器GHC。还有其他几个值得尊敬的实现拆分
编译为本机代码 (yhc) 和解释之间大约均匀
（氦气）。”

那么 λ haskell 还具有显式内存管理的能力：

import qualified Haskus.Memory.Allocator.Malloc as Malloc

Malloc.newBuffer          :: MonadIO m => Word -> m (Maybe BufferME)
Malloc.newFinalizedBuffer :: MonadIO m => Word -> m (Maybe BufferMEF)
Malloc.freeBuffer         :: MonadIO m => BufferME -> m ()

正如我们在 λ haskell 中可以清楚地看到的，您也可以进行手动内存管理！XD

进一步信息请参阅：hakell