垃圾回收算法

Posted 2020-10-14 __Meng

垃圾回收的意义：　

　　Java语言中一个显著的特点就是引入了垃圾回收机制，使c++程序员最头疼的内存管理的问题迎刃而解，它使得Java程序员在编写程序的时候不再需要考虑内存管理。由于有个垃圾回收机制，Java中的对象不再有“作用域”的概念，只有对象的引用才有“作用域”。垃圾回收可以有效的防止内存泄漏，有效的使用空闲的内存。

任何一种垃圾回收算法一般要做2件基本的事情：（1）发现无用信息对象；（2）回收被无用对象占用的内存空间，使该空间可被程序再次使用。　

对象存活判定算法：

　　引用计数算法：每当一个地方引用一个对象，计数器就加1，引用失效的时候，计数器就减1。当计数器为0的时候就表示对象不会再被使用。

缺点：难以解决对象之间相互循环引用的问题。

　　可达性分析算法（主流）：用过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，

当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则此对象是不可用的。

 

在 Java 语言里，可作为 GC Roots 的对象包括下面几种：

　　虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。

　　方法区中的类静态属性引用的对象。

　　方法区中的常量引用的对象。

　　本地方法栈中 JNI（Native 方法）的引用对象。

 

　　不过那些发现不能到达 GC Roots 的对象并不会立即回收，在真正回收之前，对象至少要被标记两次。当第一次被发现不可达时，该对象会被标记一次，同时调用此对象的 finalize()方法（如果有）；在第二次被发现不可达后，对象被回收。利用 finalisze() 方法，对象可以逃离一次被回收的命运，但是只有一次。逃命方法如下，只要在 finalize()方法中让该对象重引用链上的任何一个对象建立关联即可。而如果对象这时还没有关联到任何链上的引用，那它就会被回收掉。

 

垃圾回收算法：

　　标记-清除算法：首先标记所有需要回收的对象，标记完后在同一回收。

　　缺点：效率不高。标记清除后会产生大量不连续的内存碎片。空间碎片太多会导致以后分配较大对象时，需要提前触发一次垃圾回收。

　　复制算法：用于回收新生代。将一块内存上还存活的对象复制到另一块上，再一次清除之前的那块。

　　通常用一块较大的Eden空间，和两块较小的Survivor空间。每次使用 Eden 和其中的一块 Survivor。

　　当回收时，将 Eden 和 Survivor 中还存活的对象一次性拷贝到另外一块 Survivor 空间上，最后清理掉 Eden 和刚才用过的 Survivor 空间。

　　Hotspot 虚拟机默认 Eden 和 Survivor 的大小比例是8:1，也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%（80% + 10%），只有10%的内存是会被“浪费”的。

　　缺点：存在空间浪费。

　　标记-整理算法：用于回收老年代。标记后，让存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

　　缺点：GC暂停时间增长。

　　分代收集算法：将java堆分为新生代和老年代，新生代只有少量存活，采用复制算法。而老年代有大批存活，所以采用标记-整理算法或者标记-清除算法。

　　增量回收算法：如果一次性将所有的垃圾进行处理，需要造成系统长时间的停顿，那么就可以让垃圾收集线程和应用程序线程交替执行。

　　每次，垃圾收集线程只收集一小片区域的内存空间，接着切换到应用程序线程。依次反复，直到垃圾收集完成。

　　缺点：使用这种方式，由于在垃圾回收过程中，间断性地还执行了应用程序代码，所以能减少系统的停顿时间。

　　但是，因为线程切换和上下文转换的消耗，会使得垃圾回收的总体成本上升，造成系统吞吐量的下降。