常见垃圾回收方法

Posted 2020-12-30 yiwufang

1、标记清除法（Mark And Sweep）

第一步：从根部出发，遍历全局，然后对所有可达的对象进行标记

第二步：对所有未标记的对象进行清除

优点：方法简单，速度较快。缺点：容易产生较多的内存碎片。

采用这种方式的语言：lua等

2、标记整理回收（mark-compact）

第一步和标记清除法一样，标记所有可达对象

第二步将未标记的对象清除，同时将现有对象的空间合并

优点：没有内存碎片。缺点：合并空间的时候，引用该对象的所有线程都会被挂起，合并完成后才会重新执行。

采用这种方式的语言：c#等

3、标记复制回收（mark-copy）

复制算法开辟了两个相等的空间，每次只使用其中的一块空间

第一步标记

第二步将所有标记过的对象，复制到另一块空间，当复制完成后，指向原有对象的指针指向新的对象。全部复制完成后，释放原有的空间。

优点：没有内存碎片，不会gc ，效率高   缺点：需要额外的内存空间

采用这种方式的语言：java的新生代

4、引用计数算法（reference counting）

对象每次被引用的时候对引用次数加1，每次被引用对象被删除时，则对引用次数减1，当引用计数为0时，则删除对象。

优点：迅速，每次当对象引用次数为0时，则马上就会被清除。无需系统支持，去确定程序的根。

缺点：

　　1、计数赋值器带来额外的开销。所以不适合通用的大容量的内存管理器。

　　2、多线程的程序中，可能释放过早。引用计数的存储指针操作是原子化的，并发线程却同时进行读取和修改，开发者要避免更新指针槽过程中出现的竞争问题。

　　3、对单个对象的简单操作也会引发内存请求（更新引用次数），会“污染”高速缓存

　　4、无法解决循环引用问题

　　5、有可能卡顿，当删除一个大的根节点的时候，需要去递归删除每一个子孙节点。

循环引用的解决方法：

　　1、定期用标记算法作为补充处理

　　2、设为强引用和弱引用，把可能产生环的引用设为弱引用，所有强引用可达且不成环，当强引用次数为0时，删除对象（这种方法为了一些安全性原因，性能开销大，只有少数语言使用）

　　　　c++的智能指针的弱引用和这种算法的弱引用不一样，c++的弱引用只能确定是否可达，主要是为了避免非法访问。

　　3、部分跟踪算法，循环引用指针出现有2个条件：

　　　　（1）环状指针内部，所有引用对象都有内部对象指针产生

　　　　（2）如果删除某一对象后，引用计数仍然为0，则说明产生了环状

　　　　扫描对象，如果一个对象的所有引用都是循环引用，则进行处理。临时移除对目标对象的引用次数，从而移除内部指针的引用次数，如果目标对象引用计数仍然大于0，则说明存在外部引用，否则一起处理掉。

计数回收的语言有：python等

5、分代算法

将内存分为几个区域，不同状态的对象放进不同的区域里，对每个区域采取不同的垃圾回收策略，可以兼顾优点，但是比较复杂。

采用分代回收的语言：java等

java将内存分成了新生代、年老代和永久代

新生代：新生代用标记复制回收，因为绝大部分创建的对象都是临时用的，很快会被回收掉，同时为了提高性能，和适合用复制回收，复制回收的两块区域大小是9:1。

年老代：当在新生代里复制一定次数还没有被回收以后，则放到年老代里，年老代采用复制标记回收。

永生代：当在年老代理一定时间没有被回收，则放入永生代，永生代采用复制整理回收。

分成的好处针对不同性质的对象，采用不同的处理方式。复制整理回收的回收效果好，但是整理过程中会造成gc，所以用了两层过渡，减少复制整理的发生。