Java 虚拟机原理垃圾回收算法 ( 标记-清除算法 | 复制算法 | 标记-整理算法 )

Posted 2021-09-21 韩曙亮

文章目录

• 总结
• 一、标记-清除算法
• 二、复制算法
• 三、标记-整理算法

总结

常用的垃圾回收算法 :

• 标记-清除算法 ;
• 复制算法 ;
• 标记-整理算法 ;

这些算法没有好坏优劣之分 , 都有各自的 优势 和 弊端 , 都有各自的 使用场景 ; 一般的垃圾回收 , 都是几种垃圾回收算法结合起来一起使用 , 不同的场景下 , 使用不同的垃圾回收算法 ;

分代收集算法 : 该垃圾回收算法不是特定的回收算法 , 而是 合理地使用上述 $3$ 个算法 , 在 不同的内存空间内 , 使用不同的垃圾收集器 ;

这里的分代 指的是 年轻代 , 老年代 ; 年轻代又分为 Eden 和 Survivor 两个区域 , Survivor 又分为 From 和 To 两个区域 ;

一、标记-清除算法

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堆 内的内存区域如下 , 内存区域分为一个个内存块 , 某个对象可能占用 $2$ 个内存块 , 也能占用若干个内存块 ;

如果 定位 找到了 垃圾对象 , 那么 将该 垃圾对象 进行标记 , 如下图 , 标记为 橙色 ;

标记好之后 , 在执行 GC 内存回收时 , 会 将 被标记的 内存 回收 ;

标记-清除算法优缺点 :

• 优点 : 算法 实现简单;
• 缺点 : 产生了很多 不连续的内存 , 如果对象比较大 , 要用 $5$ 个内存块 , 会出现 OOM ;

二、复制算法

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将 内存区域 , 分为两部分 ;

对象只放在 左侧区域 , 右侧区域 空着 ;

左侧区域 的 垃圾对象 回收后 , 将 存活 的对象 , 拷贝到 右侧区域 中 ;

复制算法优缺点 :

• 优点 : 解决了 内存碎片 问题 ; 效率高 ;
• 缺点 : 只能使用 一半内存 ;

复制算法 适合使用 内存量较小 , 但是 操作很频繁的区域 , 如 : 在 年轻代 的 Survivor 中 , 使用的就是 复制算法 垃圾回收机制 ;

三、标记-整理算法

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标记-整理算法 是 标记-清除算法 的更完善的版本 , 标记-整理算法 解决了 内存碎片问题 ;

内存回收后 , 将内存中的对象重新 紧密地 排列 , 消除内存碎片 ;

标记-整理算法 优缺点 :

• 优点 : 消除了内存碎片 ;
• 缺点 : 性能较低 ; 执行该垃圾回收算法时 , 需要 对内存进行重排 , 此时不能随意变动内存的数据结构 , 因此 执行该 标记-整理算法 时 , 整个线程需要整体停下来 , 但这样大大影响程序的执行效率 ;

标记-整理 算法 , 不能用在 内存操作 活跃的场景中 , 如 : 老年代的垃圾回收 , 使用的是 标记-整理 算法 ;