Ubuntu będzie wolne od wycieków pamięci GNOME, to wszystko była wina JavaScriptu

O problemach z wyciekiem pamięci w GNOME zrobiło się głośnopo publikacji na łamach bloga OMG! Ubuntu, gdzie ostrzegano, żepremiera Ubuntu 18.04 LTS tuż tuż, a tymczasem z domyślnympulpitem GNOME 3.28 mamy poważny problem – wszelkie animacjeinterfejsu użytkownika znacząco zwiększają zużycie pamięci.Deweloperzy GNOME byli sprawy tej jednak świadomi już wcześniej,usterkę zgłoszono na GitLabie – bez jakichś konkretnychsugestii, co może być przyczyną. Nie wskazano też nikogoodpowiedzialnego za rozwiązanie. Niezadowoleni użytkownicy wmediach społecznościowych sugerowali, że to pewnie dlatego, żedeweloperzy GNOME mają tak dużo RAM w swoich maszynach, żeproblemu nie zauważają.

Pierwszy dokładnie problem opisałCarlos Garnacho – po długich zabawach z debuggerem stwierdził, żeto jakiś problem z odśmiecaczem pamięci w powłoce GNOME Shell. Tawskazówka nakierowała Georgesa Stavracasa z firmy Endless nawłaściwy trop – zachowanie odśmieczacza w GJS, wykorzystywanejprzez GNOME przeróbcesilnika JavaScriptu Mozilli SpiderMonkey.

Wygląda na to, że odśmiecacz GJS faktycznie brał się zaodśmiecanie, kiedy był wyzwalany… tylko że w ogóle nie byłwyzwalany. I wygląda na to, że powód wziął się z różnic wobsłudze odśmiecacza pamięci dla JavaScriptu i języka C. SilnikiJavaScriptu śledzą potomne zależności między obiektami wpamięci. Zniszczenie obiektu pozwala na łatwe wyczyszczenie zinnych pochodnych z niego obiektów. W wypadku C tak dobrze nie jest,obiekty nie śledzą swojego pochodzenia, jedynie podają, ilu mająwłaścicieli. Jeśli odśmiecacz pamięci z GJS zniszczy obiekt C,to zniknie on, a bezpośrednio zależne od niego obiekty zostanązaznaczone do odśmiecenia.

Problem wynika stąd, że kompletnie nie wiadomo, kiedy toodśmiecenie nastąpi – jak pisze Stavracas, może to być za 10minut, a może być to jutro. Więc obiekty pchają się na siebie doodśmiecenia, mają swoje potomne obiekty, które powinny byćzebrane kiedyś później – i tak oto nic się nie traci, po prostuodśmiecacz nie pracuje poprawnie.

Początkowe rozwiązanie było bardzo agresywne, coś jak rzucaniegranatem w mrowisko. Wywołuje się odśmiecanie za każdym razem gdyobiekt jest oznaczony do zniszczenia. Ma to mniejszy niż spodziewanosię wpływ na wydajność, po prostu odśmiecacz działa znacznieczęściej na mniejszej liczbie obiektów – przynajmniej tychzwiązanych z GJS (nie ma to wpływu na inne mechanizmy zarządzaniapamięcią).

Jest to jednak nieeleganckie i tymczasowe rozwiązanie. Opracowywane są lepsze łatki,które zmieniają działanie GJS i docelowo znacznie zwiększąpłynność działania GNOME Shella. Obie łatki zostaną backportowane do GNOME 3.28.

Pierwsza dotyczy zmiany struktury danych obiektów JavaScriptu,zmiany która pozwoli przejść od algorytmu O(n) – czyli o czasiewykonania liniowo zależnym od rozmiarów zbioru, do algorytmu O(1),czyli o stałym czasie wykonania niezależnie od wielkości zbioru.

Druga drastycznie zmniejsza liczbę tymczasowych alokacji pamięci,i jak wyjaśnia deweloper, daje najbardziej chyba odczuwalny wzrostwydajności pulpitu na komputerze.

Jakie z tego wszystkiego wnioski? Nam nasuwają się dwa. Pierwszyto tak, że nic dobrego z upowszechnienia się JavaScriptu itechnologii webowych na pulpitach komputerów osobistych nie wynika –nie tylko jest to żenująco mało wydajne rozwiązanie, ale teżutrudnia takie sprawy jak wielowątkowość. Drugi jest taki, żedeweloperzy GNOME mają jednak bardzo szybkie komputery.SpiderMonkey? Niczego bardziej powolnego nie dało się znaleźć?

Jedno jednak jest pewne: Ubuntu 18.04 będzie wolne od problemów z wyciekami pamięci. I bardzo dobrze, może będzie można z nim dłużej popracować.