[Java虚拟机]垃圾回收GC算法
[Java虚拟机]垃圾回收GC算法
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在jvm中，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈都是随线程而生随线程而灭，栈帧随着方法的进入和退出做入栈和出栈操作，实现了自动的内存清理，因此内存垃圾回收主要集中于java堆和方法区中，在程序运行期间，这部分内存的分配和使用都是动态的。
一、判断对象是否存活的JVM两种计数算法
1. 引用计数算法
引用计数：每个对象有一个引用计数属性，新增一个引用时计数加1，引用释放时计数减1，计数为0时可以回收。
缺点：引用计数算法无法解决对象相互循环引用的问题。
2. 可达性分析计数算法（根搜索算法）
实际开发语言比如java、C#等都是采用可达性分析计数算法判断对象是否存活
可达性分析（Reachability Analysis）：从GC Roots开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。不可达对象。
GC Roots主要包括：
1、对象的引用，位于虚拟机栈中。
2、方法区中的静态引用。
3、本地方法栈中JNI的引用。【JNI一般指的是Native方法】
简单地说，GC Root 就是经过精心挑选的一些引用
二、垃圾收集算法
1. 标记清除算法复制算法
其分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。
- 在标记阶段，标记所有由 GC Root 触发的可达对象。此时，所有未被标记的对象就是垃圾对象。
- 在清除阶段，清除所有未被标记的对象。
- 问题就是空间碎片问题。如果空间碎片过多，则会导致内存空间的不连续。
2. 复制算法（Copying）
核心思想是将原有的内存空间划分为大小相等的两块，每次只使用一块，在垃圾回收时，将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中。之后清除正在使用的内存块中的所有对象，之后交换两个内存块的角色，完成垃圾回收。
复制算法的缺点是要将内存空间折半，极大地浪费了一半内存空间。现在的商业虚拟机都使用这种复制算法来进行新生代的垃圾收集！因为在对象存活率高的时候，复制算法就显得效率低下
3. 标记-整理算法（Mark-Compact）
是标记清除算法的优化版，分为标记阶段、整理阶段。
- 标记阶段和标记清除算法中的标记阶段是一样的。
- 整理阶段，其则是将所有存活的对象整理在内存的一边，之后清理边界外的所有空间。
- 标记-整理算法（Mark-Compact）不会产生内存碎片，但是会多花点时间用在整理（Compact）上面。
4. 分代收集算法（Generational Collection）
把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。
- 在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那新生代选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。
- 老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，老年代就使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。
5. 四种回收算法总结
标记清除算法
分为标记阶段和清除两阶段。标记清除算法最大的问题就是空间碎片问题。比较适合在存活对象比较多的情况。
复制算法（Copying）
复制算法的缺点是浪费了一半内存空间。现在的商业虚拟机都使用这种复制算法来进行新生代的垃圾收集！因为在对象存活率高的时候，复制算法就显得效率低下比较适合存活对象比较少的情况。
标记整理算法（Mark-Compact）
标记整理算法是标记清除算法的优化版，标记-整理算法（Mark-Compact）不会产生内存碎片，但是会多花点时间用在整理（Compact）上面！
分代收集算法（Generational Collection）
新生代选用复制算法，老年代使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。