Java_垃圾回收算法

参考：《深刻理解JAVA虚拟机》第二版

3.3 垃圾收集算法

因为垃圾收集算法的实现涉及大量的程序细节，并且各个平台的虚拟机操做内存的方法又各不相同，只是介绍几种算法的思想及其发展过程。

3.3.1 标记-清除算法

最基础的收集算法是“标记-清除”（Mark-Sweep）算法。

算法分为标记和清除两个阶段：首先标记出全部须要回收的对象，在标记完成后统一回收全部被标记的对象。后续的收集算法都是基于这种思路并对其不足进行改进而获得的。

它的主要不足有两个：

• 一个是效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高；
• 一个是空间问题，标记清除以后会产生大量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会致使之后在程序运行过程当中须要分配较大对象时，没法找到足够的连续内存而不得不提早触发另外一次垃圾收集动做。

3.3.2　复制算法

为了解决效率问题，“复制”（Copying）的收集算法出现了，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另一块上面，而后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

这样使得每次都是对整个半区进行内存回收，不用考虑内存碎片等复杂状况，实现简单，运行高效。这种算法的代价是将内存缩小为了原来的一半，未免过高了一点。

如今的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代，IBM研究代表，新生代中的对象98%是“朝生夕死”的，因此并不须要按照1:1的比例来划份内存空间，而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。

当回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性地复制到另一块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。

若是另一块Survivor空间没有足够空间存放上一次新生代收集下来的存活对象时，这些对象将直接经过分配担保机制进入老年代。

3.3.3　标记-整理算法

复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操做，效率将会变低。更关键的是，若是不想浪费50%的空间，就须要有额外的空间进行分配担保，以应对被使用的内存中全部对象都100%存活的极端状况，因此在老年代通常不能直接选用这种算法。

根据老年代的特色，有人提出了另一种“标记-整理”（Mark-Compact）算法，标记过程仍然与“标记-清除”算法同样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让全部存活的对象都向一端移动，而后直接清理掉端边界之外的内存，

3.3.4　分代收集算法

商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法。

通常是把Java堆分为新生代和老年代。

• 在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少许存活，那就选用复制算法。
• 老年代中由于对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记—清理”或者“标记—整理”算法来进行回收。