JVM学习之六垃圾收集算法

本文主要是介绍JVM学习之六垃圾收集算法，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

垃圾收集算法

因为JVM的内存分为不同的区域，作用也不相同，存储的元素生存周期也不同，这就决定了垃圾收集算法有着不相同的多种算法。目前的收集算法有标记-清除算法，复制算法和标记整理算法，虽然也有分代收集算法的叫法，但其实是在不同的内存区域根据对象的生存特点使用以上某种收集算法而已，故不认为是一种独立的收集算法。现将以上三种收集算法记录如下：

标记-清除算法

标记清除(Mark-Sweep)算法是最基础的算法，其他算法是对该算法的改进。标记清除算法分为两个阶段，分别是标记阶段和清除阶段。

标记阶段就是之前博客（四种引用和垃圾回收的两次标记）中提到的两次标记，用来找出那些对象是准备要回收的。清除阶段就是就是对要回收的对象进行清除，回收那些空间。

该算法的主要缺点是效率不高和空间散碎。效率不高指的是标记和清除两个过程的效率都不高，而空间散碎只的是执行了垃圾回收的内存会产生很多大量不连续的内存碎片，这在创建需要较大连续内存的对象比如大数组时，不得不触发一次GC。老年代有可能会采用该种算法,比如CMS收集器，也就是concurrent makr sweep 收集器。

复制算法

复制算法针对标记-清除算法改进了效率问题。它将内存按照容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块，当这一块使用完了就将存活对象复制到另一块内存中，然后将其全部回收。这种算法的优点是不用考虑内存碎片等复杂情况，按顺序分配内存即可，简单高效。缺点就是可用的最大内容空间缩小了一半，代价未免太高了一点。

现在的商业虚拟机都采用这种算法回收新生代。因为新生代的对象绝大多数都是朝生夕死的(IBM公司研究表明98%)，所以为了更高效的利用内存空间，将新生代中划分为一块较大内存的Eden区和两块较小内存的Survivor区，每次同时使用Eden区和其中的一个Survivor区，当回收时，将Eden区和使用的Survivor区的存活对象一次性的复制到另外一块Survivor区，最后清理掉Eden区和刚才使用的Survivor区。HotSpot虚拟机默认的Eden区和Survivor区大小比例是8:1。HotSpot虚拟机是目前使用最广泛的虚拟机，是SunJDK和OpenJDK所带的虚拟机。

内存担保。当当前未使用的Survivor区的内存不能保证将Eden区和另外正在使用的Survivor区内存中的存活对象都复制到其中时，我们需要将其复制到老年代，这叫做内存担保，以免新生代中出现大量非朝生夕死的对象的场景时，复制存活对象失败。

例如Serial收集器，ParNew收集器，Parallel Scavenge收集器以及G1收集器中从局部看两个region之间都是使用该算法。

标记-整理算法

复制算法在存活对象时间较长和较多时，会导致效率降低；而且内存分配担保会降低内存的使用效率，不适合在对象存活时间长的场景下使用，因此提出了标记整理算法。该算法也是分两个阶段，标记阶段与整理阶段，其中标记极端与标记-清除算法相同，整理阶段是让存活对象向一端移动，然后清理掉存活对象边界意外的内存，也就是将存活对象和非存活对象整理出来，非存活对象的内存放在一起处理。所以该算法也是适用于老年代的。

像Serial Old收集器，Parallel Old收集器，以及G1收集器从整体看都是使用该算法的。

垃圾收集算法是垃圾收集的方法论，真正实现垃圾回收功能的是垃圾收集器，只有充分理解每部分内存中对象的生命周期和每部分内存的回收算法，我们才能知道这部分内存使用哪个收集器去收集。