JVM标记压缩清除算法（Mark-Compact）与引用计数法（Reference Counting）- 面试宝典

淡淡的烟草味﹌ 2024-03-24 22:36 18阅读 0赞

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JVM标记压缩清除算法是一种垃圾回收算法，用于回收堆内存中不再使用的对象。它的工作流程如下：

1.  垃圾回收器首先标记所有活动对象，将它们标记为“存活”状态。
2.  然后，回收器将所有的存活对象压缩到堆的一端，使它们连续排列。
3.  最后，回收器将堆的另一端标记为“可用”状态，以便将来分配新的对象。 这种算法的优点是可以在压缩阶段减少堆内存的碎片化，提高内存的利用率。但是它的缺点是需要在标记和压缩阶段进行大量的对象移动操作，可能会导致较长的停顿时间。 以下是一个简单的Java示例代码，演示了标记压缩清除算法的工作原理：

javaCopy codepublic class Object {
        private Object reference;
        
        public Object(Object reference) {
            this.reference = reference;
        }
    }
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Object obj1 = new Object(null);
            Object obj2 = new Object(null);
            Object obj3 = new Object(null);
            
            obj1.reference = obj2;
            obj2.reference = obj3;
            obj3.reference = obj1;
            
            obj1 = null;
            obj2 = null;
            obj3 = null;
            
            // 执行垃圾回收
            System.gc();
        }
    }

在上面的示例中，创建了三个对象obj1、obj2和obj3，并且通过相互之间的引用建立了一个环。当将这些对象设置为null后，它们将成为不再使用的对象，可以被垃圾回收器回收。执行`System.gc()`时，会触发垃圾回收器执行标记压缩清除算法，回收这些不再使用的对象。

#### 引用计数法（Reference Counting） ####

引用计数法是一种垃圾回收算法，用于跟踪对象的引用数量。每当对象被引用时，引用计数加一；当对象的引用被释放时，引用计数减一。当引用计数为零时，表示该对象不再被引用，可以被回收。 引用计数法的优点是实时性较好，可以及时回收不再使用的对象。缺点是无法解决循环引用的问题，即如果两个或多个对象之间互相引用，但与其他对象之间没有引用关系，那么它们的引用计数永远不会为零，导致无法回收这些对象的内存。 以下是一个简单的Java示例代码，演示了引用计数法的工作原理：

javaCopy codepublic class Object {
        private int referenceCount;
        
        public Object() {
            referenceCount = 0;
        }
        
        public void addReference() {
            referenceCount++;
        }
        
        public void releaseReference() {
            referenceCount--;
        }
        
        public int getReferenceCount() {
            return referenceCount;
        }
    }
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Object obj1 = new Object();
            Object obj2 = new Object();
            
            obj1.addReference();
            obj2.addReference();
            obj2.releaseReference();
            
            if (obj1.getReferenceCount() == 0) {
                // obj1可以被回收
            }
            
            if (obj2.getReferenceCount() == 0) {
                // obj2可以被回收
            }
        }
    }

在上面的示例中，创建了两个对象obj1和obj2，并通过`addReference()`方法增加引用计数，通过`releaseReference()`方法释放引用。当某个对象的引用计数为零时，表示该对象不再被引用，可以被回收。 需要注意的是，引用计数法只能处理直接引用，无法处理循环引用的情况。如果存在循环引用，即使这些对象不再被其他对象直接引用，它们的引用计数仍然不会为零，无法被回收。因此，在实际开发中，很少使用引用计数法作为主要的垃圾回收算法。

**目录**

引用计数法（Reference Counting）

JVM标记压缩清除算法（Mark-Compact）与引用计数法（Reference Counting）- 面试宝典

1. 引言

2. 标记压缩清除算法（Mark-Compact）

3. 引用计数法（Reference Counting）

4. 应用场景

5. 总结

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## JVM标记压缩清除算法（Mark-Compact）与引用计数法（Reference Counting）- 面试宝典 ##

### 1. 引言 ###

在面试中，Java虚拟机（JVM）是一个常见的话题。其中，JVM的垃圾回收算法是一个重要的考察点。本文将介绍JVM中的两种常见的垃圾回收算法，即标记压缩清除算法（Mark-Compact）和引用计数法（Reference Counting），包括算法原理、优缺点以及应用场景。

### 2. 标记压缩清除算法（Mark-Compact） ###

标记压缩清除算法是一种基于标记-清除算法的改进，它的主要步骤包括标记、压缩和清除。

*  标记：从根节点开始，标记所有可达的对象为活动对象。
 *  压缩：将所有活动对象压缩到内存的一端，并更新对象的引用关系。
 *  清除：将非活动对象所占用的内存空间进行清除。 标记压缩清除算法的优点是可以解决标记-清除算法中的内存碎片问题，提高内存利用率。但缺点是需要进行大规模的内存移动，可能会导致垃圾回收的停顿时间较长。

### 3. 引用计数法（Reference Counting） ###

引用计数法是一种简单的垃圾回收算法，它通过维护每个对象的引用计数来判断对象是否是垃圾。引用计数法的基本原理是，当一个对象被引用时，其引用计数加1；当一个对象的引用失效时，其引用计数减1。当一个对象的引用计数为0时，说明该对象是垃圾，可以被回收。 引用计数法的优点是实现简单，回收垃圾的效率较高。但缺点是无法解决循环引用问题，即当多个对象之间形成循环引用时，它们的引用计数都不为0，导致无法回收。

### 4. 应用场景 ###

*  标记压缩清除算法适用于对内存利用率要求较高的场景。由于需要进行大规模的内存移动，适用于大对象或者对象数量较少的场景。
 *  引用计数法适用于小对象或者对象数量较多的场景。由于实现简单，回收垃圾的效率较高，适用于对实时性要求较高的场景。

### 5. 总结 ###

标记压缩清除算法和引用计数法是JVM中常见的垃圾回收算法。标记压缩清除算法通过标记、压缩和清除三个步骤解决内存碎片问题，但可能导致垃圾回收的停顿时间较长。引用计数法通过维护引用计数来判断对象是否是垃圾，实现简单但无法解决循环引用问题。根据实际应用场景的需求，可以选择合适的垃圾回收算法。了解这两种垃圾回收算法的原理和特点，可以帮助我们更好地理解JVM的垃圾回收机制。

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