JVM垃圾回收算法总结

清疚 2021-11-16 07:08 266阅读 0赞

## 标记 - 清除算法 ##

标记 - 清除算法顾名思义，就是有两段过程：第一步先标记，从每一个root节点开始向下遍历，当一个对象到root节点没有线路可达时，会被标记为可回收，然后统一扫描回收这些被标记的对象（一些资料上是写标记存活的对象，然后清除其他对象，我也还没搞明白哪个说法是正确的，然后问了一个大佬，说是都标记。。。）。这种算法简单粗暴，但缺陷也很明显：一是效率问题；二是内存浪费问题，我觉得也是最主要的问题，由于需要回收的对象再内存中的分布并不是连续的，可能那一块这一块的，导致清除后会产生大量不连续的内存碎片，而每块内存碎片可能又比较小，就会出现再新建一个较大对象时，每个单独的内存碎片都不够存放这个对象，但全部未使用的内存大小又足够存放这个对象，即无法找到足够的连续的内存，有可能导致又一次的垃圾收集或内存溢出。如下图：

**垃圾回收前：**  
![在这里插入图片描述][2019073113352066.png_pic_center]  
**垃圾回收后：**  
![在这里插入图片描述][20190731134107356.png_pic_center]  
  可以看到，垃圾回收后产生了大量的内存碎片。**适用于老年代的回收垃圾。**

## 复制算法 ##

复制算法是将内存分为两块等同大小的空间，分配内存时，只使用其中的一块。当一块中的内存不足时，将内存中存活的对象转移到另一块还未使用的内存，而原先的那块就只剩下需要回收的对象，所以直接将这块内存回收掉即可。这样的好处是将对象移动到另一块内存区域时可以按顺序的给对象分配空间，剩下的空间就是一大块未分配的空间。如下图：

**垃圾回收前：**  
![在这里插入图片描述][20190731153628805.png_pic_center]  
**垃圾回收后：**  
![在这里插入图片描述][20190731153856651.png_pic_center]  
  可以看到，复制算法已经不存在内存碎片问题了，但是如果将内存分为两块等同大小的空间，则永远只有一半的内存可以使用，内存使用率不高，也是浪费，所以可以改进一下。

由于新生代中大部分对象的存活时间都很短，也就是说最终移动到另一块内存的对象只是很小一部分，所以没有必要将内存按1:1比例划分，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空间。垃圾回收时，只需将很小一部分对象转移到另外一块Survivor空间上，然后清理掉Eden和之前用过的Survivor即可。虚拟机默认的划分比例是8:1:1，也就是说新生代每次可使用的内存最多占总内存的90%，一下子就将之前的使用率从50%提高到90%。**适用于新生代的回收垃圾。**

## 标记 - 整理算法 ##

标记 - 整理算法整体思路与标记 - 清除算法差不多，第一步也是进行标记，将需要回收的对象标记出来，但第二步并不是直接清理了，而是将所有存活的对象移动到一端，然后直接清除掉端边界的另一端。比如说可以将存活的对象都移动到上端（只是以这个图为例说明）：

**垃圾回收前：**  
![在这里插入图片描述][20190731165646821.png_pic_center]  
**对象移动后：**  
![在这里插入图片描述][20190731170241256.png_pic_center]  
**垃圾回收后：**  
![在这里插入图片描述][20190731170349280.png_pic_center]  
  可以看到，这种算法不会产生内存碎片，也不会浪费内存空间。**适用于老年代的回收垃圾。**

## 分代收集算法 ##

其实上面已经提到过了，内存根据存活时间的不同，分为了新生代和老年代，然后根据各自的特点，选用不同的垃圾收集算法。**新生代一般选用复制算法，而老年代一般用标记 - 清理算法或标记 - 整理算法。**

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## 参考资料 ##

《深入理解Java虚拟机》

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