分析&回答
标记 - 清除算法
首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。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;另一个是空间问题,标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片,空间碎片太多可能会导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时,无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。
复制算法
为了解决效率问题,一种称为“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外一块上面,然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,内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况,只要移动堆顶指针,按顺序分配内存即可,实现简单,运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小为了原来的一半,未免太高了一点。
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作,效率将会变低。更关键的是,如果不想浪费50%的空间,就需要有额外的空间进行分配担保,以应对被使用的内存中所有对象都100%存活的极端情况,所以在老年代一般不能直接选用这种算法。
根据老年代的特点,有人提出了另外一种“标记-整理”(Mark-Compact)算法,标记过程仍然与“标记-清除”算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。
分代收集算法
当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”(Generational Collection)算法,这种算法并没有什么新的思想,只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。
一般是把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,那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。
在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,就必须使用标记—清理或者标记—整理算法来进行回收。
反思&扩展
对象什么时候需要被回收
引用计数法
在对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用他的时候,计数器就加一,当引用失效的时候,计数器减一;当计数为0的时候,这个对象就是不可能再被使用的。
引用计数法原理简单,判定效率也比较高,但是无法解决循环引用的问题,A和B相互引用的时候,他们的计数不为0,但是这俩个对象也不会再被访问,这时候引用计数法就无法回收A和B。但是Java使用的并不是这个方法。
可达性分析法
通过一系列的GC Roots 根对象作为起始节点集,从这个节点开始,根据引用关系向下搜索,搜索走过的路径称为引用链,如果某个对象到GC Roots之间没有任何引用链,则证明此对象是不能再被使用的。
分代收集理论
- 新生代收集(Minor GC)收集新生代
- 老年代收集(Major GC)收集老年代 只有CMS收集器会这样做
- 混合收集(Mixed GC) 收集新生代和部分老年代 只有G1收集器有这种行为
- 整堆收集(Full GC)收集整个Java堆和方法区
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