マーク＆スイープ とは？

まさにお掃除の仕組みだよ。部屋の中で「使っているもの」にシールを貼って（マーク）、シールがないものをゴミ袋に入れる（スイープ）というイメージだね。

プログラムの出発点（ルートと呼ぶよ）から参照をたどっていくんだ。グローバル変数やスタック上の変数がルートで、そこから芋づる式にたどれるオブジェクトはすべて「生きている」と判断されるよ。

参照カウントは「自分を参照している数」を常に管理するけど、マーク＆スイープは定期的にまとめてチェックするんだ。大きな違いは循環参照を正しく回収できること。AとBがお互いだけを参照していても、ルートからたどれなければ回収されるよ。

いいところに気づいたね。GC実行中はプログラム全体が一時停止する「Stop The World（STW）」が発生するんだ。ヒープが大きいほど停止時間が長くなるから、リアルタイム性が求められるゲームや金融システムでは大問題になるよ。

Javaの世代別GCが代表的だよ。オブジェクトを「若い世代」と「古い世代」に分けて、若い世代だけ頻繁にGCすることでSTWを短くしている。GoのGCはプログラムと並行してマークする「コンカレントGC」を使っていて、停止時間が数百マイクロ秒まで短縮されているんだ。

「マーク＆コンパクト」はスイープ後にメモリの断片化を防ぐために生きているオブジェクトを詰め直す方式、「コピーGC」は生きているオブジェクトだけ別領域にコピーする方式があるよ。どれもマーク＆スイープの考え方が土台になっていて、1960年にジョン・マッカーシーが考案した歴史あるアルゴリズムなんだ。