常用的垃圾回收算法

Posted 2020-09-08 点滴

引用计数法

对于一个对象A，只要有任何一个对象引用了A，则A的引用计数器就加1，当引用失效时，引用计数器就减1.

只要A对象的引用计数器的值为0，则对象A就不可能再被使用。

实现也很简单，只需要为每个对象配备一个整型的计数器即可。

缺点：

1.无法处理循环引用的情况

2.引用计算器要求在每次引用产生和消除的时候，需要伴随一个加法操作和减法操作，对系统性能有一定影响。

A引用了B，B又引用了A，因此A和B的引用计数器都不为0，但是系统中却 不存在任何第3个对象引用了A和B。

这种情况下，A和B是无法被回收的，因此会引起内存泄漏。

可达对象：指通过根对象进行引用搜索，最终可以达到的对象。

不可达对象：通过根对象进行引用搜索，最终没有被引用到的对象。

标记清除法

标记清除法是现代垃圾回收算法的思想基础。

标记清除算法将垃圾回收分为俩个阶段：

1.标记阶段

2.清除阶段

一种可行的实现是：

在标记阶段，首先通过根节点，标记所有从根节点开始的可达对象。因此，未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象。

然后，在清除阶段，清除所有未被标记的对象。

缺点：容易产生空间碎片。

回收后的空间是不连续的，在对象的堆空间分配过程中，尤其是大对象的内存分配，不连续内存空间的工作效率要低于连续的空间。

复制算法

核心思想：将原有的内存空间分为俩块，每次只使用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中，之后，清除正在使用的内存块中的所有对象，交换俩个内存的角色，完成垃圾回收。

如果系统中的垃圾对象很多，复制算法需要复制的存活对象数量就会相对较少，真正需要垃圾回收的时候，复制算法的效率是很高的。

由于复制到新的内存空间中，因此可确保回收后的内存空间是没有碎片的。而复制后，在新的内存空间也会保持连续。

缺点：

代价是，将系统内存折半。

Java的新生代串行垃圾回收器中，使用了复制算法的思想。新生代为eden，from，to三个部分，from/to用于存放未被回收的对象。

在垃圾回收时，eden空间中的存活对象会被复制到未使用的survivor空间中(假设是to)，正在使用的survivor空间(假设是from)中的年轻对象也会被复制到to空间，大对象或者老年对象直接进入老年代，如果to已满，则对象也会直接进入老年代。

此时，eden和from区的剩余对象就是垃圾对象，可以直接清空。

这种改进的复制算法，既保证了空间的连续性，又避免了大量的内存空间的浪费。

复制算法比较适用于新生代。

标记压缩算法

标记压缩算法是一种老年代的回收算法。它是在标记清除算法的基础上进行了一些优化。

在标记存活对象后，将其压缩到内存的一端，之后清理边界外的所有空间。

1.避免了碎片的产生

2.不需要俩块内存空间

性价比比较高。

等同于标记清除算法执行完成后，再进行一次内存碎片整理。

分代算法

将内存区间根据对象的特点分成几块，根据每块内存空间的特点，适用不同的回收算法，以提高回收的效率。

新生代：复制算法

老年代：标记压缩算法或标记清除算法

分区算法

将整个堆空间划分为连续的不同小区间，每一个小区间都独立使用，独立回收。

好处是可以控制一次回收多少个小区间。

一般来说，在相同条件下，堆空间越大，一次GC时所需的时间就越长，从而产生的停顿也越长，因此根据目标的停顿时间，每次合理地回收若干个小区间，而不是整个堆空间，从而减少一次GC所产生的停顿。