垃圾檢測、回收算法

垃圾收集器一般必須完成兩件事：檢測出垃圾；回收垃圾。怎么檢測出垃圾？一般有以下幾種方法：

引用計數法：給一個對象添加引用計數器，每當有個地方引用它，計數器就加1；引用失效就減1。

好了，問題來了，如果我有兩個對象A和B，互相引用，除此之外，沒有其他任何對象引用它們，實際上這兩個對象已經無法訪問，即是我們說的垃圾對象。但是互相引用，計數不為0，導致無法回收，所以還有另一種方法：

可達性分析算法：以根集對象為起始點進行搜索，如果有對象不可達的話，即是垃圾對象。這里的根集一般包括java棧中引用的對象、方法區常良池中引用的對象

本地方法中引用的對象等。

總之，JVM在做垃圾回收的時候，會檢查堆中的所有對象是否會被這些根集對象引用，不能夠被引用的對象就會被垃圾收集器回收。一般回收算法也有如下幾種：

1.標記-清除（Mark-sweep）

算法和名字一樣，分為兩個階段：標記和清除。標記所有需要回收的對象，然后統一回收。這是最基礎的算法，后續的收集算法都是基于這個算法擴展的。

不足：效率低；標記清除之后會產生大量碎片。效果圖如下：

2.復制（Copying）

此算法把內存空間劃為兩個相等的區域，每次只使用其中一個區域。垃圾回收時，遍歷當前使用區域，把正在使用中的對象復制到另外一個區域中。此算法每次只處理正在使用中的對象，因此復制成本比較小，同時復制過去以后還能進行相應的內存整理，不會出現“碎片”問題。當然，此算法的缺點也是很明顯的，就是需要兩倍內存空間。效果圖如下：

3.標記-整理（Mark-Compact）

此算法結合了“標記-清除”和“復制”兩個算法的優點。也是分兩階段，第一階段從根節點開始標記所有被引用對象，第二階段遍歷整個堆，把清除未標記對象并且把存活對象“壓縮”到堆的其中一塊，按順序排放。此算法避免了“標記-清除”的碎片問題，同時也避免了“復制”算法的空間問題。效果圖如下：

（1,2,3 圖文摘自?http://pengjiaheng.iteye.com/blog/520228，感謝原作者。）

4.分代收集算法

這是當前商業虛擬機常用的垃圾收集算法。分代的垃圾回收策略，是基于這樣一個事實：不同的對象的生命周期是不一樣的。因此，不同生命周期的對象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率。

為什么要運用分代垃圾回收策略？在java程序運行的過程中，會產生大量的對象，因每個對象所能承擔的職責不同所具有的功能不同所以也有著不一樣的生命周期，有的對象生命周期較長，比如Http請求中的Session對象，線程，Socket連接等；有的對象生命周期較短，比如String對象，由于其不變類的特性，有的在使用一次后即可回收。試想，在不進行對象存活時間區分的情況下，每次垃圾回收都是對整個堆空間進行回收，那么消耗的時間相對會很長，而且對于存活時間較長的對象進行的掃描工作等都是徒勞。因此就需要引入分治的思想，所謂分治的思想就是因地制宜，將對象進行代的劃分，把不同生命周期的對象放在不同的代上使用不同的垃圾回收方式。

如何劃分？將對象按其生命周期的不同劃分成：年輕代(Young Generation)、年老代(Old Generation)、持久代(Permanent Generation)。其中持久代主要存放的是類信息，所以與java對象的回收關系不大，與回收息息相關的是年輕代和年老代。這里有個比喻很形象

“假設你是一個普通的 Java 對象，你出生在 Eden 區，在 Eden 區有許多和你差不多的小兄弟、小姐妹，可以把 Eden 區當成幼兒園，在這個幼兒園里大家玩了很長時間。Eden 區不能無休止地放你們在里面，所以當年紀稍大，你就要被送到學校去上學，這里假設從小學到高中都稱為 Survivor 區。開始的時候你在 Survivor 區里面劃分出來的的“From”區，讀到高年級了，就進了 Survivor 區的“To”區，中間由于學習成績不穩定，還經常來回折騰。直到你 18 歲的時候，高中畢業了，該去社會上闖闖了。于是你就去了年老代，年老代里面人也很多。在年老代里，你生活了 20 年 (每次 GC 加一歲)，最后壽終正寢，被 GC 回收。有一點沒有提，你在年老代遇到了一個同學，他的名字叫愛德華 (慕光之城里的帥哥吸血鬼)，他以及他的家族永遠不會死，那么他們就生活在永生代。”

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具體區域可以通過VisualVM中的VisaulGC插件查看，如圖（openjdk 1.7）：

年輕代：是所有新對象產生的地方。年輕代被分為3個部分——Enden區和兩個Survivor區（From和to）當Eden區被對象填滿時，就會執行Minor GC。并把所有存活下來的對象轉移到其中一個survivor區（假設為from區）。Minor GC同樣會檢查存活下來的對象，并把它們轉移到另一個survivor區（假設為to區）。這樣在一段時間內，總會有一個空的survivor區。經過多次GC周期后，仍然存活下來的對象會被轉移到年老代內存空間。通常這是在年輕代有資格提升到年老代前通過設定年齡閾值來完成的。需要注意，Survivor的兩個區是對稱的，沒先后關系，from和to是相對的。

年老代：在年輕代中經歷了N次回收后仍然沒有被清除的對象，就會被放到年老代中，可以說他們都是久經沙場而不亡的一代，都是生命周期較長的對象。對于年老代和永久代，就不能再采用像年輕代中那樣搬移騰挪的回收算法，因為那些對于這些回收戰場上的老兵來說是小兒科。通常會在老年代內存被占滿時將會觸發Full GC,回收整個堆內存。

持久代：用于存放靜態文件，比如java類、方法等。持久代對垃圾回收沒有顯著的影響。?

分代回收的效果圖如下：

我這里之所以最后講分代，是因為分代里涉及了前面幾種算法。年輕代：涉及了復制算法；年老代：涉及了“標記-整理（Mark-Sweep）”的算法。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的无招胜有招之Java进阶JVM（五）垃圾回收的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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