JVM 垃圾收集算法思想

短命女 2021-10-29 13:50 256阅读 0赞

### 目录 ###

*   *   *  标记-清除算法
         *  复制算法
         *  标记-整理算法
         *  分代收集算法

### 标记-清除算法 ###

标记-清除(Mark-Sweep)算法是最基础的收集算法，算法分“标记”与“清除”两个阶段：首先标记处所有需要回收的对象，标记过程通过可达性算法确定对象是否死亡，死亡则标记，标记完所有死亡对象之后统一进行回收。

不足：

*  效率低
 *  空间问题，标记清除后出现不连续内存碎片，在分配大对象时，无法找到足够的内存不得不再次触发GC动作。

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### 复制算法 ###

内存算法将内存划分为两个相等的内存块，每次只使用其中一块内存。当当前内存块使用完了，就会将当前内存快中存活的对象按照顺序复制到另外一块内存中，然后将当前内存空间一次性清理掉。这样使得每次都是对整个半区的内存进行回收清理，内存分配不需要考虑内存碎片的情况，只需要按照顺序分配即可。

不足：

*  实际可用内存缩小为原来的一半

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JVM采用分代布局进行堆内存管理，分为“新生代”与“老年代”以及“永久代”，平时我们所说的“永久代”更多指的是方法区。方法区的对象并不是所谓的“永久”存在，这部分内存区域的回收主要针对常量池的回收与类型的卸载，由于其回收条件的苛刻，通常该区域的内存回收情况并不乐观。  
对于“新生代”，研究表明，新生代中的对象98%是“朝生夕死”的，所以并不需要按照1:1的比例来划分内存空间，而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次只使用Eden和其中一块Survivor。当内存回收时，将Eden和Survivor中幸存的对象一并复制到另外一块Survivor中，最后清理掉Eden和刚进行回收的Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden与Survivor的比例为8:1，有百分之10的内存会被"浪费"。  
上面所说98%的内存会被回收只是一般场景下的情况，没有办法保证每次回收存活的对象不会超过Survivor的内存大小(10%)。当Survivor空间不够时，需要依赖其他内存区域进行分配担保，也就是"老年代"的内存区域。如果另外一块Survivor空间没有足够内存存放新生代存活的对象，那么这些对象将会直接通过分配担保机制进入老年代。

### 标记-整理算法 ###

复制收集算法如果在对象存活率较高的情况下，会进行较多的复制动作，效率会变低。在老年代中一般不会直接使用复制算法。  
“标记-整理”(Mark-Compact)算法，标记过程仍然与"标记-清除"算法一样，但是后续不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。

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### 分代收集算法 ###

当前商用虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”算法。虚拟机一般会把JAVA堆分为新生代与老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适合的收集算法。在新生代中每次垃圾收集都会发现大量的对象死亡，只有少量的存活，这种情况就选用复制算法，只需要复制少量的对象就可以完成收集。而老年代由于对象存活率高、没有额外的空间分配担保，就必须使用"标记-清理"或者“标记-整理”算法进行回收。

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