JVM之四種GC算法詳解

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目錄：

什么是GC？

GC算法之引用計數法

GC算法之復制算法（Copying）

GC算法之標記清除（Mark-Sweep）

GC算法之標記壓縮（Mark-Compact）

GC算法之標記清除壓縮（Mark-Sweep-Compact）

小結

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1. 什么是GC？

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先看圖：

GC是分代收集算法(更為專業)

JVM在進行GC時，并非每次都對上面三個內存區域一起回收的，大部分時候回收的都是指新生代。

因此GC按照回收的區域又分兩種類型，一種是普通GC（minor GC），一種是全局GC（major GC or Full GC）

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Minor GC 和 Full GC的區別

普通GC（minor GC）：只針對在新生代區域的GC，指發生在新生代的垃圾收集動作，因為大多數Java對象存活率都不高，所以Minor GC非常頻繁，一般回收速度也比較快。

全局GC（major GC or Full GC）：指發生在老年代的垃圾收集動作，出現了Major GC，經常會伴隨至少一次的Minor GC（但不是絕對的）。Major GC的速度一般要比Minor GC慢上10倍以上。

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2. GC算法之引用計數法

即當對象的引用為0的時候會被回收。

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3. GC算法之復制算法（Copying）

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（1）概述：

年輕代使用的是Minor GC，這種GC算法采用的是復制算法。

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（2）原理

Minor GC會把Eden中的所有活的對象都移到Survivor區域中，如果Survivor區放不下，那么剩下的活的對象就被移到Old generation中，也即一旦收集后，Eden是變成空的了。

當對象在Eden（包括一個Survivor區域，這里假設是from區域）出生后，在經過一次Minor GC后，如果對象還存活，并且能夠被另一塊Survivor區域所容納（上面假設是from區域，這里應為to區域，即to區域有足夠的內存空間來存儲Eden和from區域存活的對象），則使用復制算法將這些仍然還存活的對象復制到另外一款Survivor區域（即to區域）中，然后清理所使用的Eden和Survivor（即from區域），并且這些對象的年齡設置為1，以后對象在Survivor區域每熬過一次Minor GC，就將對象的年齡+1，當對象的年齡達到某個值時（默認是15歲，通過 -XX:MaxTenuringThreshold來設定對象在新生代中存活的次數），這些對象就會成為老年代。

復制算法的基本思想是將內存分為兩塊，每次只用到其中一塊，當這一塊內存用完，就將活著的對象復制到另外一塊上面。復制算法不會產生空間碎片。

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（3）復制算法的缺點：

浪費了一般的內存

如果對象的存活率很高，我們可以極端一點，假設100%存活，那么我們需要將所有對象都復制一遍，并將所有引用地址重置一遍，復制這一工作所花費的時間，在對象存活率達到一定程度時，將會變得不可忽視。所以從以上的描述中不難看出，復制算法要想使用，最起碼對象的存活率要非常低才行，而且最重要的是，我們必須克服50%內存的浪費。

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4. GC算法之標記清除（Mark-Sweep）

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（1）概述：

老年代一般是由標記清除或者是標記清除與標記整理的混合實現

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（2）原理

當堆中的有效內存空間（available memory）被耗盡的時候，就會停止整個程序（也被稱為stop the world），然后進行兩項工作，第一項則是標記，第二項則是清除。

標記：從引用根節點開始標記所有的被引用的對象。標記的過程其實就是遍歷所有的GC Roots，然后將所有GC Roots可達的對象標記為存活的對象

清除：遍歷整個堆，把未標記的對象清除。

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（3）標記清除算法的缺點

此算法需要暫停整個應用，會產生內存碎片。

用通俗的話解釋一下標記清除算法，就是當程序運行期間，若可以使用的內存被耗盡的時候，GC線程就會被觸發并將程序暫停，隨后將依舊存活的對象標記一遍，最終再將堆中所以沒被標記的對象全部清除掉，接下來便讓程序恢復運行。

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（4）簡單圖：

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5. GC算法之標記壓縮（Mark-Compact）

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（1）概述：

老年代一般是由標記清除或者是標記清除與標記整理的混合實現。

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（2）原理

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（3）標記壓縮算法的缺點：

1.標記整理算法的唯一的缺點就是效率也不高,不僅要標記所有存活對象，還要整理所有存活對象的引用地址。從效率上來說，標記整理算法要低于復制算法。

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6. GC算法之標記清除壓縮（Mark-Sweep-Compact）

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（1）概念：

標記清除壓縮，不屬于四種GC算法。

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流程圖：

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7. 小結

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的JVM之垃圾收集机制四种GC算法详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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