JVM垃圾回收算法介绍

堆的分代和区域

 

（年轻代）Young Generation（eden、s0、s1 space） Minor GC

（老年代）Old Generation （Tenured space） Major GC|| Full GC

（永久代）Permanent Generation （Permanent space）【方法区(method area)】 Major GC

本地化的String从JDK 7开始就被移除了永久代（Permanent Generation ）

JDK 8.HotSpot JVM开始使用本地化的内存存放类的元数据，这个空间叫做元空间（Metaspace）

 

2.判断对象是否存活（哪些是垃圾对象）

1.引用计数（ReferenceCounting）：对象有引用计数属性，增加一个引用计数加1，减少一个引用计数减1，计数为0时可回收。（无法解决对象相互循环引用的问题）

2.根搜索（GC Roots Tracing）：GCRoot对象作为起始点（根）。如果从根到某个对象是可达的，则该对象称为“可达对象”（存活对象，不可回收对象）。否则就是不可达对象，可以被回收。

下图中，对象Object6、Object7、Object8虽然互相引用，但他们的GC Roots是不可到达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象

 

 

 

3.垃圾收集算法

1.标记-清除（Mark-Sweep）算法：

标记清除算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出需要回收的对象，标记完成之后统一清除对象。

缺点：

1、标记和清除效率不高；

2、产生大量不连续的内存碎片，导致有大量内存剩余的情况下，由于，没有连续的空间来存放较大的对象，从而触发了另一次垃圾收集动作。

 

 

 

2.复制（Copying）算法：

将可用内存容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块用完之后，就将还存活的对象复制到另外一块上面，然后在把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收，不会产生碎片等情况，只要移动堆订的指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。

缺点：

1.内存缩小为原来的一半，太浪费内存

 

 

 

 

 

对复制算法进一步优化：使用Eden/S0/S1三个分区

平均分成A/B块太浪费内存，采用Eden/S0/S1三个区更合理，一个较大的Eden空间和两个较小的Survivor空间，空间比例为Eden:S0:S1==8:1:1，有效内存（即可分配新生对象的内存）是总内存的9/10。

算法过程：

1. Eden+S0可分配新生对象；

2. 对Eden+S0进行垃圾收集，存活对象复制到S1。清理Eden+S0。一次新生代GC结束。

3. Eden+S1可分配新生对象；

4. 对Eden+S1进行垃圾收集，存活对象复制到S0。清理Eden+S1。二次新生代GC结束。

5. goto 1。

 

3.标记-整理（Mark-Compact）算法：

同样的该算法分为两个阶段：标记、整理。标记阶段同“标记-清除”算法。整理阶段，不是直接对标记对象进行清理，而是让所有存活的对象都移动到一端，然后，直接把边界以外的内存清空。解决“标记-清除”算法会造成大量不连续内存碎片的问题。

 

 

 

4.分代收集算法：

 分代收集算法是根据对象的存活周期的不同，将内存划分为几块。当前的商业虚拟机的垃圾收集都采用了该算法。一般把Java堆分成年轻代和老年代（年老代）。可以根据各年代中对象的存活周期来选择最合适的收集算法。

新生代，由于只有少量的对象能存活下来，所以选用“复制算法”，只需要付出少量存活对象的复制成本。老年代，由于对象的存活率高，没有额外的空间分担，就必须使用“标记-清除”或“标记-整理”算法。