为了增加争论。

关于垃圾收集有一些已知的问题，了解它们有助于理解为什么c++中没有垃圾收集。

1. 性能?

第一个抱怨通常是关于性能，但大多数人并没有真正意识到他们在谈论什么。正如马丁·贝克特(Martin Beckett)所指出的，问题可能不是表现本身，而是表现的可预测性。

目前有两个GC家族被广泛部署:

标记和清扫类 引用计数类型

标记和清除更快(对整体性能的影响较小)，但它患有“冻结世界”综合征:即当GC开始时，其他一切都停止，直到GC完成清理。如果您希望构建一个在几毫秒内响应的服务器……有些交易不会达到你的期望:)

The problem of Reference Counting is different: reference-counting adds overhead, especially in Multi-Threading environments because you need to have an atomic count. Furthermore there is the problem of reference cycles so you need a clever algorithm to detect those cycles and eliminate them (generally implement by a "freeze the world" too, though less frequent). In general, as of today, this kind (even though normally more responsive or rather, freezing less often) is slower than the Mark And Sweep.

I have seen a paper by Eiffel implementers that were trying to implement a Reference Counting Garbage Collector that would have a similar global performance to Mark And Sweep without the "Freeze The World" aspect. It required a separate thread for the GC (typical). The algorithm was a bit frightening (at the end) but the paper made a good job of introducing the concepts one at a time and showing the evolution of the algorithm from the "simple" version to the full-fledged one. Recommended reading if only I could put my hands back on the PDF file...

2. 资源获取初始化(RAII)

在c++中，将资源的所有权包装在对象中以确保它们被正确地释放是一种常见的习惯用法。它主要用于内存，因为我们没有垃圾回收，但它对许多其他情况也很有用:

锁(多线程，文件句柄，…) 连接(到数据库、另一台服务器……)

其思想是正确地控制对象的生命周期:

只要你需要，它就应该是活的 当你用完它的时候，它应该被杀死

GC的问题在于，如果它有助于前者，并最终保证以后……这个“终极”可能还不够。如果你释放一个锁，你真的希望它现在被释放，这样它就不会阻止任何进一步的调用!

带有GC的语言有两种解决方法:

当堆栈分配足够时不要使用GC:这通常是为了解决性能问题，但在我们的例子中，它确实有帮助，因为作用域定义了生命周期 使用构造…但它是显式(弱)RAII，而在c++中RAII是隐式的，因此用户不能在不知不觉中犯错误(通过省略using关键字)

3.智能指针

在c++中，智能指针通常是处理内存的灵丹妙药。我经常听到:我们根本不需要GC，因为我们有智能指针。

这是大错特错了。

智能指针确实有帮助:auto_ptr和unique_ptr使用RAII概念，确实非常有用。它们很简单，你可以很容易地自己写出来。

然而，当一个人需要共享所有权时，它变得更加困难:你可能在多个线程之间共享，并且在计数的处理上有一些微妙的问题。因此，很自然地使用shared_ptr。

这很棒，毕竟这就是Boost的用途，但它并不是万能的。事实上，shared_ptr的主要问题是它模拟了一个由引用计数实现的GC，但你需要自己实现周期检测…开始

当然有这个weak_ptr的东西，但不幸的是，我已经看到内存泄漏尽管使用shared_ptr，因为这些周期…当你在多线程环境中，它是非常难以检测的!

4. 解决方案是什么?

没有什么灵丹妙药，但一如既往，这绝对是可行的。在没有GC的情况下，需要明确所有权:

如果可能的话，最好在一个特定的时间拥有一个所有者 如果没有，请确保您的类图没有与所有权相关的任何循环，并通过weak_ptr的微妙应用来打破它们

所以，如果有一个GC…然而，这不是一个微不足道的问题。与此同时，我们只需要卷起袖子。

什么类型?它应该针对嵌入式洗衣机控制器、手机、工作站或超级计算机进行优化吗? 它应该优先考虑gui响应还是服务器加载? 它应该使用大量内存还是大量CPU?

C/c++被用于太多不同的环境。 我怀疑像增强智能指针这样的东西对大多数用户来说就足够了

编辑:自动垃圾收集器并不是一个性能问题(你总是可以购买更多的服务器)，而是一个可预测的性能问题。 不知道GC什么时候会起作用就像雇佣一个嗜睡症的飞行员，大多数时候他们是很棒的-但当你真的需要响应的时候!

强制垃圾收集实际上是一个低级到高级的范式转换。

If you look at the way strings are handled in a language with garbage collection, you will find they ONLY allow high level string manipulation functions and do not allow binary access to the strings. Simply put, all string functions first check the pointers to see where the string is, even if you are only drawing out a byte. So if you are doing a loop that processes each byte in a string in a language with garbage collection, it must compute the base location plus offset for each iteration, because it cannot know when the string has moved. Then you have to think about heaps, stacks, threads, etc etc.

c++没有内置垃圾回收的最大原因之一是，让垃圾回收很好地使用析构函数是非常非常困难的。据我所知，还没有人真正知道如何完全解决这个问题。有很多问题需要处理:

deterministic lifetimes of objects (reference counting gives you this, but GC doesn't. Although it may not be that big of a deal). what happens if a destructor throws when the object is being garbage collected? Most languages ignore this exception, since theres really no catch block to be able to transport it to, but this is probably not an acceptable solution for C++. How to enable/disable it? Naturally it'd probably be a compile time decision but code that is written for GC vs code that is written for NOT GC is going to be very different and probably incompatible. How do you reconcile this?

这些只是面临的问题中的一小部分。

所有的技术讨论都使这个概念过于复杂。

如果您将GC自动放入c++以获取所有内存，那么可以考虑使用类似web浏览器的东西。web浏览器必须加载完整的web文档并运行web脚本。web脚本变量可以存储在文档树中。在打开大量选项卡的浏览器中的大文档中，这意味着每次GC必须进行完整收集时，它还必须扫描所有文档元素。

On most computers this means that PAGE FAULTS will occur. So the main reason, to answer the question is that PAGE FAULTS will occur. You will know this as when your PC starts making lots of disk access. This is because the GC must touch lots of memory in order to prove invalid pointers. When you have a bona fide application using lots of memory, having to scan all objects every collection is havoc because of the PAGE FAULTS. A page fault is when virtual memory needs to get read back into RAM from disk.

因此，正确的解决方案是将应用程序分为需要GC的部分和不需要GC的部分。在上面的web浏览器示例中，如果文档树是用malloc分配的，但javascript是用GC运行的，那么每次GC启动时，它只扫描一小部分内存，并且文档树的内存中所有page OUT元素不需要被换回。

为了进一步理解这个问题，请查阅虚拟内存以及它是如何在计算机中实现的。这都是关于当没有那么多RAM时，程序可用2GB的事实。在32BIt系统的2GB RAM的现代计算机上，只要只有一个程序在运行，就不存在这样的问题。

作为另一个示例，考虑一个必须跟踪所有对象的完整集合。首先，您必须扫描所有通过根访问的对象。第二步扫描步骤1中可见的所有对象。然后扫描等待的析构函数。然后再次浏览所有页面，关闭所有不可见对象。这意味着许多页面可能会被多次换出和换回。

因此，我的回答是，由于触及所有内存而发生的PAGE FAULTS的数量导致对程序中所有对象进行完整的GC是不可行的，因此程序员必须将GC视为脚本和数据库工作的辅助，但使用手动内存管理进行正常工作。

另一个很重要的原因当然是全局变量。为了让收集器知道全局变量指针在GC中，它需要特定的关键字，因此现有的c++代码将无法工作。

If you want automatic garbage collection, there are good commercial and public-domain garbage collectors for C++. For applications where garbage collection is suitable, C++ is an excellent garbage collected language with a performance that compares favorably with other garbage collected languages. See The C++ Programming Language (4rd Edition) for a discussion of automatic garbage collection in C++. See also, Hans-J. Boehm's site for C and C++ garbage collection (archive). Also, C++ supports programming techniques that allow memory management to be safe and implicit without a garbage collector. I consider garbage collection a last choice and an imperfect way of handling for resource management. That does not mean that it is never useful, just that there are better approaches in many situations.

来源:http://www.stroustrup.com/bs_faq.html垃圾收集

至于为什么它没有内置它，如果我没记错的话，它是在GC出现之前发明的，我不相信这种语言有GC，有几个原因(我不相信它有GC)。C)向后兼容。

希望这能有所帮助。