JAVA 垃圾回收

Posted 2021-01-01 正弦

 

垃圾回收

 

垃圾回收主要思考三件事情:

• 哪种内存需要回收？
• 什么时候回收？
• 怎么回收？

 

第一步、判断对象是否存活

 

引用计数法

 

这是一种非常简单易理解的回收算法。每当有一个地方引用一个对象的时候则在引用计数器上 +1，当失效的时候就 -1，无论什么时候计数器为 0 的时候则认为该对象死亡可以回收了。

 

这种算法虽然简单高效，但是却无法解决循环引用的问题，因此 Java 虚拟机并没有采用这种算法。

　　循环引用

　　对象A引用了B，而对象B也引用了A。用代码表示形如下

　　Dog dog = new dog();

　　Brand brand = new Bran();

　　dog.brand = brand;

　　brand.dog = dog;

 　　

可达性分析算法

 

主流的语言其实都是采用可达性分析算法:

 

可达性算法是通过一个称为 GC Roots 的对象向下搜索，整个搜索路径就称为引用链，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链 JVM 就认为该对象是可以被回收的。

 

 

如图:Object1、2、3、4 都是存活的对象，而 Object5、6、7都是可回收对象。

 

可以用作 GC-Roots 的对象有:

 

• 方法区中静态变量所引用的对象。
• 虚拟机栈中所引用的对象。

 

第二步，垃圾回收

 

垃圾回收算法

 

标记-清除算法

 

标记清除算法分为两个步骤，标记和清除。 首先将需要回收的对象标记起来，然后统一清除。但是存在两个主要的问题:

 

• 标记和清除的效率都不高。
• 清除之后容易出现不连续内存，当需要分配一个较大内存时就不得不需要进行一次垃圾回收。

 

标记清除过程如下:

 

 

复制算法

 

复制算法是将内存划分为两块大小相等的区域，每次使用时都只用其中一块区域，当发生垃圾回收时会将存活的对象全部复制到未使用的区域，然后对之前的区域进行全部回收。

 

这样简单高效，而且还不存在标记清除算法中的内存碎片问题，但就是有点浪费内存。

 

在新生代会使用该算法。

 

新生代中分为一个 Eden 区和两个 Survivor 区。通常两个区域的比例是 8:1:1 ，使用时会用到 Eden 区和其中一个 Survivor 区。当发生回收时则会将还存活的对象从 Eden ，Survivor 区拷贝到另一个 Survivor 区，当该区域内存也不足时则会使用分配担保利用老年代来存放内存。

 

复制算法过程：

 

 

标记整理算法

 

复制算法如果在存活对象较多时效率明显会降低，特别是在老年代中并没有多余的内存区域可以提供内存担保。

 

所以老年代中使用的时候分配整理算法，它的原理和分配清除算法类似，只是最后一步的清除改为了将存活对象全部移动到一端，然后再将边界之外的内存全部回收。

 

 

分代回收算法

 

现代多数的商用 JVM 的垃圾收集器都是采用的分代回收算法，和之前所提到的算法并没有新的内容。

 

只是将 Java 堆分为了新生代和老年代。由于新生代中存活对象较少，所以采用复制算法，简单高效。

 

而老年代中对象较多，并且没有可以担保的内存区域，所以一般采用标记清除或者是标记整理算法。

 

 

参考

• https://github.com/crossoverJie/JCSprout/blob/master/MD/GarbageCollection.md