垃圾回收算法

Posted 2020-09-25 Leo_wlCnBlogs

      今天我关于常见的垃圾回收算法来做个总结，我们最常听到的是Java虚拟机里的垃圾回收机制，其实垃圾回收的概念最先并不是Java里首先提出来的，

垃圾回收这个概念很早就已经被提出来了，并且已经在其他语言中得到了应用。

      关于垃圾回收的机制，这里不再解释，这篇文章我主要介绍常见的垃圾回收算法，当然还有其他的。

算法一：引用计数法。

            这个方法是最经典点的一种方法。具体是对于对象设置一个引用计数器，每增加一个变量对它的引用，引用计数器就会加1，没减少一个变量的引用，

            引用计数器就会减1，只有当对象的引用计数器变成0时，该对象才会被回收。可见这个算法很简单，但是简单往往会存在很多问题，这里我列举最明显的两个问题，

            一是采用这种方法后，每次在增加变量引用和减少引用时都要进行加法或减法操作，如果频繁操作对象的话，在一定程度上增加的系统的消耗。

            二是这种方法无法处理循环引用的情况。再解释下什么是循环引用，假设有两个对象 A和B，A中引用了B对象，并且B中也引用了A对象，

                     那么这时两个对象的引用计数器都不为0，但是由于存在相互引用导致无法垃圾回收A和 B，导致内存泄漏。

算法二：标记清除法。

            这个方法是将垃圾回收分成了两个阶段：标记阶段和清除阶段。

            在标记阶段，通过跟对象，标记所有从跟节点开始的可达的对象，那么未标记的对象就是未被引用的垃圾对象。

            在清除阶段，清除掉所以的未被标记的对象。

            这个方法的缺点是，垃圾回收后可能存在大量的磁盘碎片，准确的说是内存碎片。因为对象所占用的地址空间是固定的。对于这个算法还有改进的算法，就是我后面要说的算法三。

算法三：标记压缩清除法（Java中老年代采用）。

            在算法二的基础上做了一个改进，可以说这个算法分为三个阶段：标记阶段，压缩阶段，清除阶段。标记阶段和清除阶段不变，只不过增加了一个压缩阶段，就是在做完标记阶段后，

            将这些标记过的对象集中放到一起，确定开始和结束地址，比如全部放到开始处，这样再去清除，将不会产生磁盘碎片。但是我们也要注意到几个问题，压缩阶段占用了系统的消耗，

            并且如果标记对象过多的话，损耗可能会很大，在标记对象相对较少的时候，效率较高。

算法四：复制算法（Java中新生代采用）。

           核心思想是将内存空间分成两块，同一时刻只使用其中的一块，在垃圾回收时将正在使用的内存中的存活的对象复制到未使用的内存中，然后清除正在使用的内存块中所有的对象，

           然后把未使用的内存块变成正在使用的内存块，把原来使用的内存块变成未使用的内存块。很明显如果存活对象较多的话，算法效率会比较差，并且这样会使内存的空间折半，但是这种方法也不会产生内存碎片。

算法五：分代法（Java堆采用）。

          主要思想是根据对象的生命周期长短特点将其进行分块，根据每块内存区间的特点，使用不同的回收算法，从而提高垃圾回收的效率。

          比如Java虚拟机中的堆就采用了这种方法分成了新生代和老年代。然后对于不同的代采用不同的垃圾回收算法。

          新生代使用了复制算法，老年代使用了标记压缩清除算法。

算法六：分区算法。

           这种方法将整个空间划分成连续的不同的小区间，每个区间都独立使用，独立回收，好处是可以控制一次回收多少个小区间。

 

 总结：各种回收算法都有各自的优缺点，没有一种算法可以完全替代其他的算法，在具体的使用中应该结合具体的环境来选择。