JAVA GC回收算法

GC算法

由于java是面向对象语言,所以就要考虑到他的对象回收,不然的话很容易造成oom(内存溢出),所以java会有一个单独的gc线程去处理java里面不使用的对象的回收。但是那些对象可以被回收?什么时候回收?采用什么方式回收?这就是gc算法需要做的事。比较老的有引用计数算法,原理是有一个引用,则+1;删除一个引用则-1。但是这种处理方式显然不适合java
当A引用B,B再引用A,两者同时置空的时候则对象还是不能被回收。由于这种算法的缺陷,jvm一般采用的算法是根搜索算法,他的处理方式是,设立若干种根对象,当任何一个根对象到某一个对象均不可到达时,则认为这个对象是可以回收的。不过垃圾收集显然还需要解决后两个问题,什么时候回收以及如何回收,在根搜索算法的基础上,现代虚拟机的实现当中,垃圾搜集的算法主要有三种,分别是标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法,这三种算法都扩充了根搜索算法。

标记/清除算法

标记:就是遍历gcRoot,找到存活的对象,并给他们打上标记。

清除:在标记之后执行,将之前未标记上的对象给清除,然后将之前标记上的对象的标记置空。

通俗的讲就是程序发现内存不够的时候,gc线程就会触发将当前应用程序暂停,然后进行遍历打上标记,然后清除未打上标记的对象再清除之前的标记,最后程序恢复运行。
标记/清除算法的优势是占用空间比较小,但是效率比较低,而且会导致之前的排列杂乱无章,而为了应付这一点,JVM就不得不维持一个内存的空闲列表,这又是一种开销。而且在分配数组对象的时候,寻找连续的内存空间会不太好找。

复制算法

复制算法就是将内存一分为二,分为空闲区和活动区,当活动区的内存达到上限时,则将活动区的所有存活对象按照原来的顺序呢复制到空闲区,然后把活动区和内存去相互置换,同时也把之前的活动区的辣鸡对象清除。

复制算法的优势在于效率很高,但是效率高的代价就是占用两倍的内存。而且当对象存活率非常高的时候,这种开销是不可忽视的。

标记/整理算法

标记:就是遍历gcRoot,找到存活的对象,并给他们打上标记。

整理:移动所有之前标记的存活对象,且按照内存地址值排列,然后将具有内存地址值之后的所有内存清空。

此算法标记过程同上(标记/清除算法)一样,而整理过程和复制算法一样,但是没有内存划分这么一说,少了不必要的内存开销。记/整理算法唯一的缺点就是效率也不高,不仅要标记所有存活对象,还要整理所有存活对象的引用地址。从效率上来说,标记/整理算法要低于复制算法

分代搜集算法

分代搜集算法是针对对象的不同特性,而使用适合的算法,这里面并没有实际上的新算法产生。与其说分代搜集算法是第四个算法,不如说它是对前三个算法的实际应用。他可以划分成三个区域,新生代,老年代,永久代;

新生代:一般存放些生命周期比较短的对象;比如:局部变量,和一些临时变量。因为生命周期短如此所以他比较适合复制算法。考虑到比较占内存所以只给了两块10%的内存。新生代的每个对象都有年龄(在gc操作下存活下来的次数),当达到一定年龄的时候则会进入老年代。又或者当新生代内存满(10%)的时候,对象会进入老年代,可以说老年代是新生代的备用仓库。

老年代:存放生命周期比较长的对象;比如:缓存对象、数据库连接对象、单例对象(单例模式)等等。适合标记/整理或者标记/清除算法。

永久代(java8改为享元空间):一旦出生几乎很难死去,一般存放在方法区。比如:String池中的对象(享元模式)、加载过的类信息等等。适合标记/整理或者标记/清除算法。

回收时机

JVM进行gc回收的时候大部分都是进行新生代的回收,因此gc按照回收的类型,又可以分为普通回收,和全局回收。普通回收主要针对的是新生代,而全局回收主要针对的是老年代。

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