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mark-sweep垃圾收集器测试用例解析：从基础到高级

news 2026/7/6 16:16:55

mark-sweep垃圾收集器测试用例解析：从基础到高级

【免费下载链接】mark-sweepA simple mark-sweep garbage collector in C项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ma/mark-sweep

mark-sweep垃圾收集器是一种经典的自动内存管理机制，通过标记可达对象和清除未标记对象来释放内存。本文将深入解析mark-sweep垃圾收集器的测试用例，从基础功能验证到高级场景处理，帮助开发者全面理解其工作原理和实现细节。

一、测试环境准备

要开始测试mark-sweep垃圾收集器，首先需要获取项目源码并编译。项目使用C语言实现，通过Makefile进行构建管理。

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ma/mark-sweep cd mark-sweep make

编译完成后会生成可执行文件markandsweep，同时Makefile提供了run目标，使用valgrind工具进行内存泄漏检测：

make run

二、基础功能测试用例

2.1 栈对象保留测试（test1）

该测试验证栈上的对象是否能被正确保留。测试代码创建两个整数对象并压入栈中，触发垃圾回收后检查对象是否仍然存在。

void test1() { printf("Test 1: Objects on stack are preserved.\n"); VM* vm = newVM(); pushInt(vm, 1); pushInt(vm, 2); gc(vm); assert(vm->numObjects == 2, "Should have preserved objects."); freeVM(vm); }

测试要点：

验证可达对象（栈上引用）不会被回收
检查垃圾回收后对象数量是否正确

2.2 未引用对象回收测试（test2）

该测试验证不再被引用的对象是否会被正确回收。测试创建两个整数对象，然后将它们从栈中弹出，触发垃圾回收后检查对象是否被完全清除。

void test2() { printf("Test 2: Unreached objects are collected.\n"); VM* vm = newVM(); pushInt(vm, 1); pushInt(vm, 2); pop(vm); pop(vm); gc(vm); assert(vm->numObjects == 0, "Should have collected objects."); freeVM(vm); }

测试要点：

验证无引用对象会被回收
检查垃圾回收后对象数量是否归零

三、高级场景测试用例

3.1 嵌套对象可达性测试（test3）

该测试验证嵌套对象的可达性处理。测试创建多个嵌套的配对对象，触发垃圾回收后检查所有可达对象是否都被保留。

void test3() { printf("Test 3: Reach nested objects.\n"); VM* vm = newVM(); pushInt(vm, 1); pushInt(vm, 2); pushPair(vm); pushInt(vm, 3); pushInt(vm, 4); pushPair(vm); pushPair(vm); gc(vm); assert(vm->numObjects == 7, "Should have reached objects."); freeVM(vm); }

测试要点：

验证多层嵌套对象的可达性判断
检查复杂对象图的标记准确性

3.2 循环引用处理测试（test4）

该测试验证垃圾收集器处理循环引用的能力。测试创建两个相互引用的配对对象，形成循环引用，触发垃圾回收后检查是否能正确识别并回收不可达的循环对象。

void test4() { printf("Test 4: Handle cycles.\n"); VM* vm = newVM(); pushInt(vm, 1); pushInt(vm, 2); Object* a = pushPair(vm); pushInt(vm, 3); pushInt(vm, 4); Object* b = pushPair(vm); /* Set up a cycle */ a->tail = b; b->tail = a; gc(vm); assert(vm->numObjects == 4, "Should have collected objects."); freeVM(vm); }

测试要点：

验证循环引用对象的正确标记
检查循环引用情况下的内存泄漏问题

四、性能测试用例

性能测试（perfTest）通过创建大量临时对象并反复进行入栈和出栈操作，测试垃圾收集器在高负载情况下的表现。

void perfTest() { printf("Performance Test.\n"); VM* vm = newVM(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { for (int j = 0; j < 20; j++) { pushInt(vm, i); } for (int k = 0; k < 20; k++) { pop(vm); } } freeVM(vm); }

测试要点：

验证垃圾收集器在大量对象创建和回收时的稳定性
评估垃圾收集器的性能表现和资源消耗

五、测试用例执行流程

所有测试用例通过main函数按顺序执行：

int main(int argc, const char * argv[]) { test1(); test2(); test3(); test4(); perfTest(); return 0; }

执行结果将显示每个测试的名称和垃圾收集统计信息，如：

Test 1: Objects on stack are preserved. Collected 0 objects, 2 remaining. Test 2: Unreached objects are collected. Collected 2 objects, 0 remaining. ...