Java垃圾回收算法

Posted 2020-09-17 alittlecomputer

1.标记-清除算法

概念

标记阶段：先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象，因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象；

清除阶段：清除所有未被标记的对象。

缺点：

标记和清除的过程效率不高（标记和清除都需要从头便利到尾）

标记清除后会产生大量不连续的碎片。

2.复制算法

概念：

将原有的内存空间氛围两块，每次只是用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用放内存中的存活的对象复制到位使用的内存块中，饭后清除正在使用放内存块中放所有对象。

优点：

这样使得每次都是对整个搬去与进行回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等情况，只要移动堆顶指针按顺序分配内存即可，实现简单，运行效率高。

缺点：空间的浪费

从以上描述不难看出，复制算法要想使用，最起码对象的存活率要非常低才行。

现在的商业虚拟机都采用这种手机算法来回收新生代，新生代的对象98%都是朝生夕死的，所以并不需要按照1:1的比例来划分内存空间，而是将内存分为一块比较大的Eden空间和两块比较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收时，将Eden和Survivor中还存活的对象一次性的复制到另外一个Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1，也就是所，每次新生代中可使用内存空间为整个新生代容量的90%，只有10&的空间会被浪费。

当然，98%的对象可回收只是一般场景下的数据，我们没有办法保证每次回收都只有不多于10%的对象存活，当Survivor空间不够用时，需要依赖于老年代进行分配担保，所以大对象直接进入老年代，整个过程如下图所示。

标记-整理算法（老年代的GC）

复制算法在对象存活率高的时候要进行较多的复制操作，效率将会减低，所以在老年代中一般不能直接使用这种算法。

概念：

标记阶段：

先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象，因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。

整理阶段：将所有的存活对象压缩到内存的一端；之后，清理边界外所有的空间。

优点：

不会产生内存碎片。

缺点：

在标记的基础之上还需要进行对象的移动，成本相对较高，效率也不高。

他们的区别（>表示前者要优于后者，=表示两者效果一样）

（1）效率：复制算法》标记-整理算法》标记清除算法（此处的效率只是简单地对比时间复杂度，实际情况不一定如此）

（2）内存整齐度：复制算法=标记-整理算法》标记清除算法

（3）内存利用率：标记-整理算法=标记-清除算法》复制算法

注意1标记整理算法不仅可以弥补标记-清除算法当中内存区域分散的缺点，也消除了复制算法当中，内存减半的高额代价。

注意2：可以看到标记-清除算法是比较落后的算法了，但是后两种算法却是在此基础上建立是。

注意3：时间与空间不可兼得。

4.分代收集算法

当前商业虚拟机的GC都是采用的分代收集算法，这并不是什么新的思想，只是根据对象放存活周期的不用内存划分为几块，一般是吧Java堆分为新生代和老年代：短命对象归为新生代，长命对象归为老年代。

存活率低：少量对象存活，适合肤质算法：在新生代中，每次GC时都发现有大批对象死去，只有少量存活（新生代中98%的对象都是朝生夕死的），那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成GC。

存活率高：大量对象存活，适合用标记-清理、标记-整理；在老年代中，因为对象存活率高，没有额外的空间对他进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或者“标记-整理”算法进行GC。

注意：老年代的对象中，有一小部分因为在新生代会收拾，老年代做担保，进来的对象；绝大部分对象是因为很多次GC都没有被回收掉而进入老年代。