JAVA GC算法详解

生存还是死亡

对象是否需要被垃圾收集器回收主要有两种方式：引用计数法和可达性分析算法

引用计数法

给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用他的时候，计数器的数值就+1，当引用失效时，计数器就-1；任何时候计数器的数值都为0的对象时不可能再被使用的。

客观的来说，引用计数法实现简单，判定效率高，但是无法解决对象的循环引用的问题。所以现在的虚拟机很少使用这种算法辣判断对象是否存活。

可达性分析算法

基本思路就是：通过一系列称为GC Roots的对象作为起始点，从这些起始点开始向下搜索，搜索所搜过的路径称为引用链Reference Chain，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连接时，则证明此对象时不可用的。如下图所示：4,5就被判定为需要回收的对象

GC Roots

在虚拟机中可作为GC Roots的对象包括以下几种：

• 虚拟机栈中引用的对象
• 方法区中类静态属性引用的对象
• 方法区常量引用的对象

• 本地方法栈引用的对象

  GC算法

  在被可达性分析算法判定为需要被回收的对象时，需要进行垃圾回收操作，垃圾回收算法有以下几种：

标记清除（mark-sweep）

最基础的收集算法，如同 它的名字一样，算法分为标记和清除两个阶段：首先标记出需要被回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象，它的标记过程其实就是上面所讲的可达性分析算法被标记为没有GC roots的引用链。过程如下：

不足

• 效率问题，标记和清除两个过程的效率都不高

• 空间问题，标记清除和产生大量不连续的内存碎片，内存碎片过多容易导致以后在程序运行的过程中需要分配大对象时，无法找到足够的连续内存而不得不提前触发一次垃圾收集动作。

  适用场景

  适用于老年代。因为老年代回收的几率小且不频繁能减少内存碎片

  复制 （coping）

  为了解决标记-清除得到效率问题，复制算法就出现了；它的原理是将可用内存容量划分为两个大小相等的内存块，每次只使用其中的一个，当这个的容量用完了。就将还存活的对象复制到另外一块上面去，然后再把已使用过的内存空间全部清理掉。这样使得每次都是对整个半区进行内存回收，内存分配就不用考考虑碎片等复杂情况

  
  研究表明，新生代中的对象98%都是朝生夕死的，所以按照并不需要1:1来划分空间。而是将内存分为一块较大的Eden空间和两个较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一款Survivor。一般比例是Eden : Survivor = 8:1

  不足

• 空间利用率只有50%，但是经过适当的调整Eden和Survivor的比例能达到70%

• 复制收集算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会变低

  适用场景

  使用了对象存活率较低的内存空间，如Eden区。

  标记整理

  是标记-清除算法的升级版本。标记过程任然与标记-清除算法一样，但是后续的处理步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界意外的内存、标记-整理算法示意图如下：