垃圾回收与算法

 

 1.1 如何肯定垃圾

1.1.1 引用计数法

在Java中，引用和对象是有关联的。若是要操做对象则必须用引用进行。所以，很显然一个简单的办法是经过引用计数来判断一个对象是否能够回收。简单说，即一个对象若是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。

1.1.2 可达性分析

为了解决引用计数法的循环引用问题，Java使用了可达性分析的方法。经过一系列的“GC roots”对象做为起点搜索。若是在“GC roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的。要注意的是，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通过两次标记过程。两次标记后仍然是可回收对象，则将面临回收。

1.2标记清除算法（Mark-Sweep）

最基础的垃圾回收算法，分为两个阶段，标注和清除。标记阶段标记出全部须要回收的对象，清除阶段回收被标记的对象所占用的空间。如图

 

 从图中咱们就能够发现，该算法最大问题是内存碎片化严重，后续可能发生大对象不能找到可可用空间的问题。

1.3复制算法（copying）

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外一块上去，把已使用的内存清掉，如图：

 

 这中算法虽然实现简单，内存效率高，不易产生碎片，可是最大的问题实施可用内存被压缩到了本来的一半。且存活对象增多的话，Copying算法的效率会大大下降。

1.4 标记整理算法（Mark-Compact）

结合了以上两个算法，为了不缺陷而退出。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。而后清除端边界外的对象。如图：

 

 1.5 分代收集算法

分代收集法是目前大部分JVM所采用的方法，其核心思想是根据对象存活的不一样声明周期将内存划分为不一样的域，通常状况下将GC堆划分为老生代（Tenured/Old Generation）和新生代（Young Generation）。老生代的特色是每次垃圾回收时只有少许对象须要被回收，新生代的特色是每次垃圾回收时都有大量垃圾须要被回收，所以能够根据不一样区域选择不一样算法。

1.5.1新生代复制算法

目前大部分JVM的GC对于新生代都采起Copying算法，由于新生代中每次垃圾回收都要回收大部分对象，即要复制的操做比较少，但一般并非按照1:1来划分新生代。通常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空间和其中一块Survivor空间，当进行回收时，将两块空间中还存活的对象复制到另外一块Survivor空间中。

 

 1.5.2老年代与标记复制算法

而老年代由于每次只回收少许对象，于是采用Mark-Compact算法。

1.JAVA虚拟机提到过得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），少数状况直接分配到老生代。

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 Spac和From SPace区的存活对象会被挪到To Space，而后将Eden Spac和From Space进行清理。

4.若是To Space没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，使用的即是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.默认状况下年龄到达15 的对象会被移到老生代中