垃圾回收算法

Posted 2020-12-11 zhouzhiyao

前面介绍了如何去识别和标记垃圾，现在主要介绍，如何去回收（处理、删除）这些垃圾？

你也许会想，找到了直接删掉不就行了吗？

恭喜你，已经学会了一个很重要的算法。

标记-清除（Mark-Sweep）

标记-清除算法，主要分为两个步骤，标记 和 清除。标记，就使用之前说过的 可达性分析算法，即可进行标记。

就是我们根据 GC Roots 标记出存活对象，然后将垃圾对象进行清除即可。

就是这么简单。

但是这种算法主要有如下缺点：

会产生大量的内存碎片。内存空间不再连续，对于一些大对象连续的对象结构来说，无非是浪费内存的行为。

标记-复制

为了解决上面的问题，内存碎片的问题，有种算法叫做垃圾-复制算法出现了。

注意，我们将一个大内存分为 A B 两个部分。然后在一个内存中进行数据的存储。然后进行垃圾回收的时候，将标记出来的存活对象，直接复制到 B 空闲内存中，复制完成后，A 内存的全部空间都是可用的了。

在介绍其缺点之前，先明确一点：

只要移动了存活对象，相对而言，都会比较耗时，这个是由 Java 内存对象存储结构决定的。

这就是Java 存储对象的结构布局，首先栈中保存指向Java堆中的引用，然后Java堆中有着指向方法区的引用。

所以，如果我们移动了 Java 堆中的对象，那么Java栈中的引用就得进行变动。

像我们之前说的 标记-清除 算法就没这个问题，因为它不移动存活对象，只是单纯删除不用的对象。

回到我们的 标记-复制算法，如果每次复制的时候，有大量的对象需要复制，那么时间开销就很大了。

标记-整理（标记-压缩）

现在看下标记-整理算法，注意看上面的部分，当我们标记出存活对象的时候，我们就对他们进行移动整理，进而避免了垃圾碎片。

但也就像我们之前说的，因为涉及到存活对象的移动，所以也有比较大的时间开销。

分代收集算法

我们注意到上面三种算法，各自都有其缺陷和擅长的地方。

• 标记-清除适合少量垃圾存在的时候
• 标记-复制适合有大量垃圾存在的时候
• 垃圾-整理算法适合少量垃圾的时候

于是，因地制宜，按照对象的不同生命周期，提出了分代收集算法。

• 弱分代假说：绝大多数对象都是朝生夕灭的
• 强分代假说：熬过多次垃圾回收过程的对象，就越难消亡

于是，根据这种特点，就把内存大致分为老年代、年轻代。

年轻代中的对象，绝大多数很快就会消亡，所以存在大量的垃圾，可以采用标记-复制算法

老年代中的对象，很少对象会消亡，所以存在少量垃圾，可以采用标记-清除，和标记整理算法。

老年代 和 年轻代的更多细节，我们下次再说。