垃圾回收器的原则

Posted 2022-08-26 fusiji

　　使用过C++的人应该知道，使用new运算符在堆上创建对象的代价是非常高的——不但创建很麻烦，管理也很麻烦。Java也是通过new运算符在堆上创建对象，但是很明显有着较高的速度。这就要归功于垃圾回收器的存在了。

C++的堆分配和Java堆分配的不同之处

　　C++堆的管理是由程序员来负责的，这就意味着，对于一块分配出去的堆内存回收的时候可能已经碎片化了（有的回收，有的还在用），当再次申请空间时，以前空出来的可能不足以存放新创建的对象，这就使得在程序运行过程中内存块会出现这样的“空穴”，造成不必要的内存浪费。但是这种情况在Java中得到好转——首先，垃圾回收器会通过回收算法对内存空间进行回收和整理，使得堆内存局部保持紧凑并回收部分对象内存（因为编程问题）。

 

垃圾回收器的“自适应”技术

　　可能更多的人认识“自适应”这个词是在硬件层次上，如：CPU、显卡的驱动上。但是在Java中，它也有所体现。”自适应“主要体现在对算法的动态选择上。垃圾回收器有两种基础的算法：“停止-复制”和“标记-清扫”，和一种几乎不曾实现的算法：“引用计数法”。

引用计数法

　　引用计数法，就是通过引用的数量对对象是否存活进行判断。当所有的引用都不存在时，即引用数为0时，即可回收。但是，对于已经失去类似遍历引用的数据结构，如：双向链表，除了节点间的互相引用，已经没有遍历引用作用在上面，这样的链表已经不可能找到了。但是引用数不为0，又不能释放。所以，这个算法是种思想，但不是很实用。

停止-复制

　　暂停虚拟机中的程序，通过活对象进行向上查找，一直追溯到存活在堆栈或静态数据区中的引用，以此形成“活对象森林”，将这些对象重定向到新的堆上，剩下没遍历到的就是该回收的。新的堆上的对象排列紧密，从而进一步节省空间。当然，对象的引用也要随之修正。这种情况适用于回收对象较多，产生内存碎片较多时，全面的整理。

标记-清扫

　　同样是暂停虚拟机中的应用，只不过“停止-复制”是从下向上，追本溯源；而“标记-清扫”是由上而下，从祖到子。由堆栈或静态数据区出发，一道查找活的对象，并将其标记，等完成后，没标记的就是该回收的。注意，这里会收完后并不对堆进行紧凑优化，所以更适合于垃圾较少，碎片较少的情况。

　　这样，虚拟机在进行垃圾清理时，就会根据垃圾回收器的回收效率判断该使用哪种回收方式，显然这是“自适应”的体现。