3.3垃圾收集算法

一、標記—清除算法

標記—清除算法是最基礎(chǔ)的收集算法,過程分為標記和清除兩個階段,首先標記出需要回收的對象,之后由虛擬機統(tǒng)一回收已標記的對象。這種算法的主要不足有兩個:
1、效率問題,標記和清除的效率都不高;
2、空間問題,對象被回收之后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片,當需要分配較大對象時,由于找不到合適的空閑內(nèi)存而不得不再次觸發(fā)垃圾回收動作

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二、復制算法(主要用于回收新生代)

為了解決效率問題,復制算法出現(xiàn)了。算法的基本思路是:將內(nèi)存劃分為大小相等的兩部分,每次只使用其中一半,當?shù)谝粔K內(nèi)存用完了,就把存活的對象復制到另一塊內(nèi)存上,然后清除剩余可回收的對象,這樣就解決了內(nèi)存碎片問題。我們只需要移動堆頂指針,按順序分配內(nèi)存即可,簡單高效。但是算法的缺點也很明顯:
1、它浪費了一半的內(nèi)存,這太要命了。
2、如果對象的存活率很高,我們可以極端一點,假設(shè)是100%存活,那么我們需要將所有對象都復制一遍,并將所有引用地址重置一遍。復制這一工作所花費的時間,在對象存活率達到一定程度時,將會變的不可忽視。

所以從以上描述不難看出,復制算法要想使用,最起碼對象的存活率要非常低才行,而且最重要的是,我們必須要克服50%內(nèi)存的浪費。


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三、標記—整理算法(可用于老年代回收)

根據(jù)老年代的特點,有人提出了另一種改進后的“標記—清除”算法:標記—整理算法。
標記:它的第一個階段與標記/清除算法是一模一樣的,均是遍歷GC Roots,然后將存活的對象標記。
整理:移動所有存活的對象,且按照內(nèi)存地址次序依次排列,然后將末端內(nèi)存地址以后的內(nèi)存全部回收。因此,第二階段才稱為整理階段。

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可以看到,標記的存活對象將會被整理,按照內(nèi)存地址依次排列,而未被標記的內(nèi)存會被清理掉。如此一來,當我們需要給新對象分配內(nèi)存時,JVM只需要持有一個內(nèi)存的起始地址即可,這比維護一個空閑列表顯然少了許多開銷。

不難看出,標記/整理算法不僅可以彌補標記/清除算法當中,內(nèi)存區(qū)域分散的缺點,也消除了復制算法當中,內(nèi)存減半的高額代價,可謂是一舉兩得。

四、分代收集算法

現(xiàn)代商業(yè)虛擬機垃圾收集大多采用分代收集算法。主要思路是根據(jù)對象存活生命周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊。一般是把Java堆分為新生代和老年代,然后根據(jù)各個年代的特點采用最合適的收集算法。新生代中,對象的存活率比較低,所以選用復制算法,老年代中對象存活率高且沒有額外空間對它進行分配擔保,所以使用“標記-清除”或“標記-整理”算法進行回收。


參考:
JVM內(nèi)存管理------GC算法精解(復制算法與標記/整理算法)

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