JVM—垃圾回收GC算法

1 GC算法简介

算法	特点
标记-清除	分为“标记”和“清除”两个阶段
复制	可以解决效率问题，将可用的内存按容量划分为大小相等的两块。
标记-整理	先标记、再整理，最后清理
分代收集	划分新生代和老年代

2 标记-清除

2.1 流程

分为“标记”和“清除”两个阶段：
（1）首先标记出所需要回收的对象（引用计数法和可达性分析，两次标记过程）；
（2）在标记完成后统一回收所有被标记的对象。

2.2 缺点

（1）效率问题：标记和清除两个过程的效率不高；
（2）空间问题：标记清除后会产生大量不连续的内存碎片，导致以后在程序运行过程中需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

3 复制

3.1 流程

可以解决效率问题，将可用的内存按容量划分为大小相等的两块。
（1）每次只使用其中的一块；
（2）当这一块用完了，就将还存活的对象复制到另一块上；
（3）然后再把已使用的内存空间清理掉。

3.2 优点

  每次对整个半区进行内存回收，避免内存碎片问题，只需移动堆顶指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。

3.3 缺点

  将内存缩小为原来的一半，代价高；当对象存活率较高时需要进行较多的复制操作，效率降低。

3.4 应用

  回收新生代，新生代中分为Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中的一块Survivor。默认Eden：Survivor=8:1，Survivor不够时，老年代内存分配担保。

4 标记-整理

4.1 流程

（1）首先标记处所需要回收的对象；
（2）不直接对可回收对象进行清理，让所有存活的对象都向一端移动；
（3）直接清理掉端边界以外的内存。

4.2 优点

  改进了复制算法在对象存活率较高时带来的效率问题；

4.3 应用

  老年代收集（对象存活率较高）

5 分代收集

5.1 思想

  根据对象存活周期的不同将内存划分为新生代和老年代，根据各自的特点采用合适的收集算法。
（1）新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，少量存活，选用复制算法；
（2）老年代中，对象存活率高、没有额外空间进行分配担保，使用“标记-清理”或者“标记-整理”。

6 QA

6.1 为什么不是1块Survivor空间而是2块？

  这里涉及到一个新生代和老年代的存活周期的问题，比如一个对象在新生代经历15次GC回收，就可以移到老年代了。问题来了，当我们第一次GC的时候，我们可以把Eden区的存活对象放到Survivor-1空间，但是第二次GC的时候，Survivor-1空间和Eden区的存活对象也需要再次用复制算法，放到Survivor-2空间上，而把刚刚的Survivor-1空间和Eden空间清除。第三次GC时，又把Survivor-2空间和Eden区的存活对象复制到Survivor-1空间，如此反复。
  所以，这里就需要2块Survivor空间来回倒腾。

6.2 为什么Eden空间这么大而Survivor空间要分的少一点？

1. 新创建的对象都是放在Eden空间，这是很频繁的，尤其是大量的局部变量产生的临时对象，这些对象绝大部分都应该马上被回收，能存活下来被转移到survivor空间一般不是很多。所以，设置较大的Eden空间和较小的Survivor空间是合理的，大大提高了内存的使用率，缓解了复制算法的缺点。
2. 8:1:1这种比例就挺好的，当然这个比例是可以调整的，包括上面的新生代和老年代的1:2的比例也是可以调整的。
3. 新的问题又来了，从Eden空间往Survivor空间转移的时候，如果出现Survivor空间不够了怎么办？直接放到老年代去。 有的对象来回在Survivor-1区或者Survivor-2区呆了比如15次，就被分配到老年代Old区；有的对象太大，超过了Eden区，直接被分配在Old区；有的存活对象，放不下Survivor区，也被分配到Old区。如果老年代Old区也被放满了，就是一次大GC即为Major GC。