02 垃圾回收算法

• 1 垃圾辨别
  • 1.1 引用计数法
  • 1.2 可达性分析
• 2 标记清除算法（Mark-Sweep）
• 3 复制算法
• 4 标记整理算法（Mark-Compact）
• 5 分代收集算法
  • 5.1 新生代与复制算法
  • 5.2 老年代与标记复制算法

1 垃圾辨别

1.1 引用计数法

• 一个对象如果没有任何与之关联的引用，即他们的引用计数都不为 0，则说明对象不太可能再被用到，那么这个对象就是可回收对象
• 存在循环引用问题，即当一个对象包含另一个对象的引用时，因此无法彻底消除对象的引用计数

1.2 可达性分析

• 解决循环引用问题
• 以GC roots对象作为起点搜索，如果一个对象与任何GC roots之间没有任何可达的路径，则该对象不可达
• 不可达对象不等价于可回收对象，不可达对象变为可回收对象至少要经过两次标记过程。两次标记后仍然是可回收对象，则将面临回收

2 标记清除算法（Mark-Sweep）

存在内存碎片问题，之后进入的大对象可能找不到合适的空间

3 复制算法

• 为了解决 Mark-Sweep 算法内存碎片化的缺陷而被提出的算法
• 按内存容量将内存划分为等大小的两块。每次只使用其中一块，当这一块内存满后将尚存活的对象复制到另一块上去，把已使用的内存清掉
  
• 实现简单，内存效率高，不易产生碎片，但是最大的问题是可用内存被压缩到了原本的一半。且存活对象增多的话，Copying 算法的效率会大大降低

4 标记整理算法（Mark-Compact）

• 标记阶段和 Mark-Sweep 算法相同，标记后不是清理对象，而是将存活对象移向内存的一端。然后清除端边界外的对象
  

5 分代收集算法

• 核心思想：根据对象存活的不同生命周期将内存划分为不同的域，一般情况下将 GC 堆划分为老生代(Tenured/Old Generation)和新生代(Young Generation)
• 老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收，新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量垃圾需要被回收，因此可以根据不同区域选择不同的算法

5.1 新生代与复制算法

• 大部分 JVM 的 GC 对于新生代都采取 Copying 算法，因为新生代中每次垃圾回收都要回收大部分对象，即要复制的操作比较少，但通常并不是按照 1：1 来划分新生代
• 一般将新生代划分为一块较大的 Eden 空间和两个较小的 Survivor 空间(From Space, To Space)，每次使用Eden 空间和其中的一块 Survivor 空间，当进行回收时，将该两块空间中还存活的对象复制到另一块 Survivor 空间中
• Eden：from survivor：to survive = 8：1：1
  

5.2 老年代与标记复制算法

• 老年代因为每次只回收少量对象，因而采用 Mark-Compact 算法

1. JAVA 虚拟机提到过的处于方法区的永生代(Permanet Generation)，它用来存储 class 类，常量，方法描述等。对永生代的回收主要包括废弃常量和无用的类。
2. 对象的内存分配主要在新生代的 Eden Space 和 Survivor Space 的 From Space(Survivor 目前存放对象的那一块)，少数情况会直接分配到老生代。
3. 当新生代的 Eden Space 和 From Space 空间不足时就会发生一次 GC，进行 GC 后，Eden Space 和 From Space 区的存活对象会被挪到 To Space，然后将 Eden Space 和 From Space 进行清理。
4. 如果 To Space 无法足够存储某个对象，则将这个对象存储到老生代。
5. 在进行 GC 后，使用的便是 Eden Space 和 To Space 了，如此反复循环。
6. 当对象在 Survivor 区躲过一次 GC 后，其年龄就会+1。默认情况下年龄到达 15 的对象会被移到老生代中。