垃圾回收機制和JVM垃圾回收常見算法

垃圾回收的好處和特點：

好處：

1.?提高編程效率；

2.?垃圾回收機制保護程序的完整性。

特點：

1.?只能回收無用對象的內存空間，對其他物理資源無能為力；

2.?為了更快回收不再使用的對象，可以將對象的引用變量設置為null

3.?垃圾回收不可預知性（不同的垃圾回收機制和不同的垃圾回收算法）

垃圾回收的精確性主要體現在以下方面：

1.?垃圾回收機能夠精確的標記活著的對象（完全回收所以廢棄對象的前提）

2.?垃圾回收能夠精確的定位對象之間的引用關系（實現歸并和復制等算法的必要條件）

1. 標記——清除算法（Mark-Sweep）

標記——清除算法是第一種使用和比較完善的垃圾回收算法，算法分為兩個過程：

1、標記所有需要回收的對象

2、標記完成后清除被標記的對象。其標記的過程就是判斷對象有效性，執行可達性分析的過程。其執行流程圖大體如何下所示：?

同樣，我們也借助現實的場景進行描述。圖書管里有好多人在看書，圖書管理員想要收集起沒有被看的書的時候，他決定讓所有正在看書的人站起來，然后詢問每個人：那一本書是不看的。詢問完所有的人之后，同學們做下繼續看書。這時候，圖書管理員開始尋找所有做過標記的書，把它們收集起來。

缺點：?
1、每次進行垃圾回收時，會暫停當前用戶程序的運行（類似讓所有的同學站起來）?
2、垃圾回收器需要間隔性的檢查，并且標記和清除的過程相對較慢。?
3、在標記清除之后可能會產生大量內存碎片，導致一旦需要為大對象分配空間時，由于找不到足夠大的內存空間，而不得以引發另外一次GC過程。

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2. 標記——復制算法（Mark——Copy）

標記——復制存儲算法通過采用雙區域交替使用這種方式解決了標記——清除算法中效率低下的問題。它將可用內存劃分為兩個等量的區域（使用區和空閑區），每次只使用一塊。當正在使用的區域需要進行垃圾回收時，存活的對象將被復制到另外一塊區域。原先被使用的區域被重置，轉為空閑區。其執行流程大體如下所示：?
?
圖書管理員為了更好的發現不看的書，將圖書室一分為二(A區和B區)，同一時刻只有一塊區域允許看書。開始時只允許在A區看書。當管理員想要回收A區不被看的書的時候，大喊一嗓子“正在看書的同學拿著你書到B區”。等所有人都到了B區后，圖書管理員只要把A區的書收集起來，就完成了任務。下一次收集的時候，則是要求同學帶著自己看的書從B區轉移到A區。如此循環往復即可。

缺點：?
1、原有可用空間被縮小為1/2，空間利用率降低了。?
2、過程中也會暫停當前應用的運行。

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3. 標記——整理算法（Mark——Compat）（相對標記--復制，少了一個保留區）

標記-復制算法在對象存活率較高的情況下就要進行較多的復制操作，更重要的是該算法浪費一半的內存空間，為了解決該問題，出現了標記——整理算法：其標記的過程和“標記-清除”算法一樣，而整理的過程則是讓所有存活的對象都向另外一端移動，然后直接清理掉端邊界以外的內存。其執行流程大體如下所示：?

缺點：?
1、暫停當前應用的運行，非實時性的回收。

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4. 分代收集算法

分代收集算法理論來源于統計學。IBM公司的專門研究發現，對象的生存周期總體可分為三種：新生代、老年代和永久代。因此可以根據各個年代的特點采用適當的垃圾回收算法。比如新生代的對象在每次垃圾時都會有大量的對象死去，只有很少一部分存活，那就可以選擇標記-復制算法。另外，在新生代中每次死亡對象約占98%，那么在標記-復制算法中就不需要按照1：1的比例來劃分內存區域，而是將新生代細分為了一塊較大的Eden和兩塊較小的Survivor區域，HotSpot中默認這兩塊區域的大小比例為8：2。每次新生代可用區域為Eden加上其中一塊Survivor區域，共90%的內存空間，這樣就只有10%的內存空間處在被閑置狀態。在進行垃圾回收時，存活的對象被轉移到原本處在“空閑的”Eden區域。如果某次垃圾回收后，存活對象所占空間遠大于這10%的內存空間時，也就是Survivor空間不夠用時，需要額外的空間來擔保，通常是將這些對象轉移到老年代。對于老年代來說，大部分對象都處在存活狀態。同時，如果一個大對象要在該區域進行分配，而內存空間又不足，那么在沒有外部內存空間擔保的情況下，就必須選用標記-清除或者標記-整理算法來進行垃圾回收了。

總而言之，分代收集只是根據對象生存周期的不同來選擇不同的算法，其本身并沒有任何新思想。

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5. 增量收集算法

以上所述的算法，都存在一個缺點：在進行垃圾回首時需要暫停當前應用的執行，也就是這時候的垃圾回收線程不能和應用線程同時運行。如果我們想做到“在不打斷同學們看書的情況下，圖書管理員就可以收集沒有被看的書”，這也是增量收集算法的目標，即在不中斷應用線程的狀態下垃圾回收線程也能進行垃圾回收。但是這里需要面對的問題是：垃圾回收線程在標記階段標記好了，還沒來的及清除時，當前應用線程進行內存操作，以至于清除階段無法正確開展，類似的情況是：圖書管理員剛標記了《JAVA核心技術》這本書已經沒有人看了，等標記完后，卻發現這本書已經有人在看了。

參考博文：https://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/50084471

總結

以上是生活随笔為你收集整理的垃圾回收机制和JVM垃圾回收常见算法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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