java垃圾回收Garbage Collection(垃圾收集算法)

Posted 2020-12-26 xilingnote

　　垃圾收集算法

• 标记-清除算法　　
  • 　　最基础的算法是标记-清除（Mark-Sweep）算法。分为标记和清除两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，标记完成后统一回收所有被标记的对象。之所以说是最基础的收集算法，是因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其不足进行改进而得到的。它主要有两个不足之处：一个是效率标记和清除效率都不高；另一个是空间问题标记清除后产生大量的不连续内存碎片，空间碎片过多可能会导致以后程序运行过程中需要分配较大的对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。标记清除算法的执行过程：
• 复制算法    
  • 　　为了解决效率问题，一种称为复制（Copying）的收集算法出现了，它将内存按照容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。当这一块的内存用完了，就将还存活的对象复制到另一块上面，然后再把以经使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况，只要移动堆顶指针按顺序分配内存即可实现简单运行高效这种算法的代价是将内存缩小为原来的一半。执行过程如如图:

　　　　　　

• • 　　　　现在的商用虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代。IBM研究表明新生代对象98%是“朝生夕死”，这种内存分配并不需要1：1，而是将内存分为一块较大的eden空间和两块较小的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复制到另一块Survivor空间上，最后清理Eden和刚才使用过的Survivor空间。HotSpot默认Eden和Survior 的比例是8：1，这样每次新生代可用内存容量是90%，只有10%的内存会被浪费。当出现多于10%的对象存活时，需要依赖其他内存进行分配担保。
• 标记-整理算法
  • 　　复制收集算法在对象存活率较高时就需要进行较多的复制操作，效率将会变低。会有内存中所有对象100%存活的极端情况老年代一般不能直接使用这种算法。根据老年代的特点，有人提出了“标记-整理”（Mark-Compact）算法,标记过程和“标记-清除”一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后清理掉端边界以外的内存算法如下
• 分代收集算法
  • 当代所有的商业虚拟机都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，这种算法只是根据对象存活周期分为几块，一般是将java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用适合的收集算法，新生代中每次垃圾收集都发现大量对象死去只有少量存活，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高没有额外的空间进行分配担保，就必须使用标记-清除、标记-整理算法来进行回收。