在全局启用发生检查时，Prolog是否需要GC？

Question

据我所知，使用声音统一，SLD分辨率不应该创建循环数据结构(这是正确的吗？)

如果是这样，理论上可以实现Prolog，使其不需要垃圾收集(GC)。但话又说回来，人们可能不会。

• 基于WAM的Prolog实现是这样的吗？
• 是这样的吗？(我相信这不是基于WAM的)在SWI中禁用GC安全吗？

具体地说：

:- set_prolog_flag(occurs_check, true).
:- set_prolog_flag(gc, false). /* is this safe? */

Answer 1

创建循环术语远非唯一能够在Prolog中创建垃圾(如在垃圾收集中)的操作(也值得注意的是，并非所有Prolog系统都提供对循环术语的全面支持，但其中大多数支持某种形式的垃圾收集)。

例如，假设您的代码中有从一个数字到一个原子的以下调用序列：

...,
number_codes(Number, Codes),
atom_codes(Atom, Codes),
...

在这里，Codes是一个应该被垃圾收集的临时列表。另一个例子是，假设您调用setof/3是为了获得一个有序的结果列表，其中您只对前两个结果感兴趣：

...,
setof(C, x(X), [X1, X2| _]),
...

你刚刚创建了另一个临时列表。或者您忘记了sub_atom/5，决定使用atom_concat/3检查原子的前缀：

...,
atom_concat(Prefix, _, Atom),
...

第二个参数是您不关心的原子后缀(因此是匿名变量)，它是您刚刚创建的临时原子。但并非所有Prolog系统都提供原子垃圾收集器，这可能导致长期运行的应用程序出现麻烦。

但是，即使您认为您已经仔细编写了代码以避免创建临时术语，Prolog系统在运行代码时仍然可能会创建垃圾。Prolog系统为不同的目的使用不同的内存区域，并且操作可能需要在不同的内存区域之间临时复制内存片段，这取决于实现。Prolog系统可能是用一种语言编写的，例如Java，最终可能会处理这些垃圾。但是它很可能是用C或C++编写的，并且在内部使用某种类型的垃圾收集。更不用说Prolog系统可能会占用一大块内存来证明查询，然后在查询结束后恢复该内存。

Answer 2

嗯，有些东西必须释放多引用内存，其中存在引用，可以在计算的任何步骤中删除。这是独立于结构是否循环的情况。

考虑变量A和B在内存中命名相同的结构(它们“命名相同的术语”)。该结构是从两个地方引用。假设定义B的谓词成功或失败。Prolog处理器不能仅仅释放该结构:它仍然是从A引用的。这意味着您至少需要参考计数，以确保您不会太早释放内存。这是一个计算垃圾收集器的引用。

我不知道在任何特定的Prolog实现中实现了什么样的垃圾收集(有许多方法，有些更适合Prolog .在一个不完全无关的上下文中，25年的Java已经创建了所有这些)，但是您需要使用一个，而不一定是一个计算引用的引用。

(循环结构只适用于垃圾收集，因为引用计数垃圾收集算法无法释放循环结构，因为循环中的所有单元格都有至少1的引用计数。)

(另外，IMHO，而不是信任-一种编程语言，您必须自己调用free。格林斯夫第十法则可能有一个变体(“任何足够复杂的C或Fortran程序都包含一个特定的、非正式指定的、充满错误的、缓慢实现公共Lisp一半的程序”)。在这种情况下，任何用编程语言编写的程序(您必须自己调用free )都包含垃圾收集算法的一个临时的、非正式指定的、充满错误的缓慢实现。

(OTOH，Rust似乎是一种中间路，它将一些精力转移到开发人员身上，但它的优点是能够在变量超出作用域时决定是否释放内存。但锈病并不是Prolog。)

Answer 3

在这里这样是安全的：

:- set_prolog_flag(gc, false).

但是，如果Prolog系统有垃圾收集，那么关闭它可能不是一个好主意，因为即使发生了check设置为true，仍然可以通过临时结果进行垃圾处理。并且连续清除垃圾可以提高代码的局部性，例如，您的内存被缓存丢失所破坏的更少：

p(X,Y) :- q(X,Z), r(Z,Y).

变量Z可能指向某些只暂时需要的Prolog项。大多数现代Prolog系统都可以通过所谓的环境修整来删除这样的Prolog术语。

但是发生的检查打开了一种特殊类型的垃圾收集的路径。也就是说，由于不能出现更多的循环项，所以可以使用引用计数。一个古老的Prolog系统，有参考计数，就是这里的野兽：

xpProlog:高性能扩展纯Prolog - Lüdemann，1988年

https://open.library.ubc.ca/media/download/pdf/831/1.0051961/1

此外，Jekejeke还在做参考计数。引用计数的一个问题是属性变量，尽管如此，它还是可以创建一个循环项，例如，如下所示的冻结/2会通过冻结目标创建一个循环，返回到变量：

?- freeze(X, (write(X), nl)).

编辑04.09.2021:

可能还需要垃圾收集的是setarg/3。

可以创建不太容易被

参考计数。

?- X = f(0), setarg(1,X,X).
X = f(X).

由于setarg/3是可回溯的，循环就会消失。

回溯，至少我想是这样。但这种循环可能仍会令人烦恼。

当我们陷入回溯和内存耗尽的时候。

或者循环可能不会通过回溯而消失，因为我们

使用非回溯版本nb_setarg/3。