实战java虚拟机——垃圾回收算法

Posted 2020-11-13 一秋复一秋

前言

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垃圾回收是Java体系最重要的组成部分之一，和C/C++不同，Java虚拟机提供了全自动的内存管理方案，尽量减少了我们在内存资源管理方面的工作量，但是这套方案也并不完美，因此我们也需要深入学习垃圾回收的算法，在工作中遇到内存溢出等问题时也容易更快找到问题所在

 

一、引用计数法

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引用计数法是最古老的垃圾收集算法，它的实现非常简单，只需要为每个对象配备一个整型计数器即可，当对象被引用时，计数器+1，引用失效时计数器-1.

显而易见，这种方式有着两个非常严重的问题：

1.无法处理循环引用，如果对象A,B相互引用，且不存在第三个对象引用了A或B，按道理AB两个对象是垃圾对象需要被回收，但是AB之间的相互引用导致计数器永远不为0，无法被回收

2.在每次引用产生和消除的时候，需要额外的操作对计数器做加减法，对性能会存在一定影响

因此，Java虚拟机没有选择此算法作为回收算法

 

二、标记清除法

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标记清除法是现代垃圾回收算法的思想基础，它分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。一种简单的具体实现方法如下

在标记阶段，通过根节点标记所有从根节点开始的可达对象，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

显然，这种方式很容易产生空间碎片，回收后的空间不连续，后续空间分配时，尤其是大对象的分配，会导致效率大大降低，这也是这种算法的最大缺点。

 

三、复制算法

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该算法的核心思想是：将原有的内存空间分为两块，每次只使用其中一块，进行垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，再清楚正在使用的内存块中的对象，完成垃圾回收。如果系统中的垃圾对象较多，算法需要复制的存活对象数量就较少，因此，在真正需要垃圾回收的时候，复制算法的效率是很高的，而且对象是统一复制到新的内存空间，确保回收后的内存空间是没有碎片的，但是这么做的代价也是很高的，系统的内存使用率将最高只有50%

 

四、标记压缩法

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标记压缩法是一种老年代的回收算法，它在标记清除法上做了一些优化。与标记清除法相同，它有标记和清除阶段，不同的是，它不是简单的标记存活对象，而是将存活对象压缩到内存的一端，然后清理边界外的所有空间，这种方式既可以避免了碎片的产生，对内存的利用率也较高。

 

五、分代算法

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分代算法基于生命区间长短划分成两个部分，根据每块内存区间的特点使用不同的算法，提高垃圾回收的效率。一般在新生代的是复制算法，老年代中是标记压缩/标记清除法。

 

六、分区算法

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分区算法是将整个堆空间划分成连续不同的小空间，每个小区间独立使用回收