JVM那些事兒-垃圾回收算法(五)

簡介

確定了哪些為垃圾對象后,垃圾收集器要做的事情就是開始進行垃圾回收,但是這里面涉及到一個問題是:如何高效地進行垃圾回收。由于Java虛擬機規(guī)范并沒有對如何實現(xiàn)垃圾收集器做出明確的規(guī)定,因此各個廠商的虛擬機可以采用不同的方式來實現(xiàn)垃圾收集器,所以在此只討論幾種常見的垃圾收集算法的核心思想。

Mark-Sweep(標(biāo)記-清除)算法

這是最基礎(chǔ)的垃圾回收算法,之所以說它是最基礎(chǔ)的是因為它最容易實現(xiàn),思想也是最簡單的。標(biāo)記-清除算法分為兩個階段:標(biāo)記階段和清除階段。標(biāo)記階段的任務(wù)是標(biāo)記出所有需要被回收的對象,清除階段就是回收被標(biāo)記的對象所占用的空間。


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可以很容易看出標(biāo)記-清除算法實現(xiàn)起來比較容易,但是有一個比較嚴重的問題就是容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,碎片太多可能會導(dǎo)致后續(xù)過程中需要為大對象分配空間時無法找到足夠的空間而提前觸發(fā)新的一次垃圾收集動作。

Copying(復(fù)制)算法

解決Mark-Sweep算法的缺陷,Copying算法就被提了出來。它將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊,每次只使用其中的一塊。當(dāng)這一塊的內(nèi)存用完了,就將還存活著的對象復(fù)制到另外一塊上面,然后再把已使用的內(nèi)存空間一次清理掉,這樣一來就不容易出現(xiàn)內(nèi)存碎片的問題。

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算法雖然實現(xiàn)簡單,運行高效且不容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,但是卻對內(nèi)存空間的使用做出了高昂的代價,因為能夠使用的內(nèi)存縮減到原來的一半。

Mark-Compact(標(biāo)記-整理)算法

為了解決Copying算法的缺陷,充分利用內(nèi)存空間,提出了Mark-Compact算法。該算法標(biāo)記階段和Mark-Sweep一樣,但是在完成標(biāo)記之后,它不是直接清理可回收對象,而是將存活對象都向一端移動,然后清理掉端邊界以外的內(nèi)存。

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這樣的算法又不產(chǎn)生磁盤碎片,又不浪費空間;缺點:效率偏低。

Generational Collection(分代收集)算法

代收集算法是目前大部分JVM的垃圾收集器采用的算法。它的核心思想是根據(jù)對象存活的生命周期將內(nèi)存劃分為若干個不同的區(qū)域。一般情況下將堆區(qū)劃分為老年代(Tenured Generation)和新生代(Young Generation),老年代的特點是每次垃圾收集時只有少量對象需要被回收,而新生代的特點是每次垃圾回收時都有大量的對象需要被回收,那么就可以根據(jù)不同代的特點采取最適合的收集算法。

目前大部分垃圾收集器對于新生代都采取復(fù)制算法,因為新生代中每次垃圾回收都要回收大部分對象,也就是說需要復(fù)制的操作次數(shù)較少,但是實際中并不是按照1:1的比例來劃分新生代的空間的,一般來說是將新生代劃分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間,每次使用Eden空間和其中的一塊Survivor空間,當(dāng)進行回收時,將Eden和Survivor中還存活的對象復(fù)制到另一塊Survivor空間中,然后清理掉Eden和剛才使用過的Survivor空間。

而由于老年代的特點是每次回收都只回收少量對象,一般使用的是標(biāo)記-整理算法(CMS除外)。

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