這貨到底仍是不是垃圾？【垃圾回收GC算法JVM篇四】

垃圾收集 Garbage Collection 一般被稱爲「GC」， 在jvm 中，<font color=red>程序計數器、虛擬機棧、本地方法棧都是隨線程而生隨線程而滅，棧幀隨着方法的進入和退出作入棧和出棧操做，實現了自動的內存清理，所以，咱們的內存垃圾回收主要集中於 java 堆和方法區中</font>，在程序運行期間，這部份內存的分配和使用都是動態的！

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既然是垃圾回收，那確定要知道什麼是垃圾了是吧，我相信哪一天落魄java開發宜春小哥哥去撿垃圾維持生活，哈氣、一juo、彎腰、開蓋、倒水，一鼓作氣我閉着眼，把廣東靚仔沒喝完的快樂肥宅水錯當垃圾撿了，這廣東靚仔還不得打人？是的，而JVM的垃圾收集的前提就是明確啥是垃圾！JVM首先會進行一系列計數算法判斷是否是垃圾。在JVM認爲是不是垃圾的評判標準爲對象是否存活，對象存活就不是垃圾，不能進行回收，反之進行回收。

一、判斷對象是否存活的JVM兩種計數算法

判斷對象是否存活的JVM兩種計數算法主要有兩種，分別是：引用計數、可達性分析計數算法。

一聽到計數算法中有「 算法 」二字，小白童鞋發愣了：媽呀，數學很差，完了，不學了...咳咳咳，咋們不提算法，從咋們的平常生活開始着手，在咱們平時一個東西常常沒被使用，並且也用不上什麼地方，那麼這個東西能夠說就是垃圾。其實在 Java 中也是如此，若是一個對象不可能再被引用，那麼這個對象就是垃圾，應該被回收。就是這麼簡單粗暴，JVM兩種計數算法就是這樣子的，真的不復雜。

1.一、引用計數算法

根據咱們生活上的思想，咱們很容易想到使用引用計數的方法來判斷垃圾。在一個對象被引用時加一，被去除引用時減一，這樣咱們就能夠經過判斷引用計數是否爲0來判斷一個對象是否爲垃圾。這種方法咱們通常稱之爲「引用計數法」。確實賊簡單的一個思路也正是覺得它的簡單，從而存在缺陷，所以引用計數算法是這樣定義的

一、引用計數：每一個對象有一個引用計數屬性，新增一個引用時計數加1，引用釋放時計數減1，計數爲0時能夠回收。 二、正因方法簡單，<font color=red>從而引用計數算法沒法解決對象相互循環引用的問題</font>。

小白童鞋可能不知道啥是對象循環引用，熊dei看圖

1.二、可達性分析計數算法

首先聲明一點：在實際開發語言好比java、C#等都是採用可達性分析計數算法判斷對象是否存活！

可達性分析算法的定義以下：

可達性分析（Reachability Analysis）：從GC Roots開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱爲引用鏈。當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時，則證實此對象是不可用的。不可達對象。

相信很容易看出，其實都很好理解，惟獨GC Roots有點抽象，那啥是GC Roots呢？在Java語言中，<font color=red>GC Roots</font>主要包括：

一、對象的引用，位於虛擬機棧中。 二、方法區中的靜態引用。 三、本地方法棧中JNI的引用。【JNI通常指的是Native方法】 簡單地說，GC Root 就是通過精心挑選的一些引用

像上面的循環引用的這種狀況引用計數算法是沒法進行GC掉的，而根搜索算法能夠作到，所以引用計數算法存在缺陷！根搜索算法更好！

二、垃圾收集算法

以上內容概述了啥垃圾，接下來就要講講如何進行回收垃圾！在生活中咱們收集垃圾，能夠一邊走一邊掃，也能夠把垃圾全都掃到一塊兒再一次清理。在JVM中，相似生活，提供了一系列的垃圾收集算法。

並且咱們還常常能看到垃圾分類，分紅可回收垃圾，和不可回收垃圾，可是從某一意義上來說，還都是垃圾，若是人人都遵照垃圾分類規則，我估計之後收破爛的大叔大媽都每天從可回收垃圾桶下手了，其實在JVM中也相似如此，JVM採起了分區、分代收集的思想。

常見的垃圾回算法：標記清除算法、複製算法、標記整理算法、分代收集算法。

2.一、標記清除算法複製算法

標記清除算法。從名字能夠看到其分爲兩個階段：<font color=red>標記</font>階段和<font color=red>清除</font>階段。一種可行的實現方式是，在標記階段，標記全部由 GC Root 觸發的可達對象。此時，全部未被標記的對象就是垃圾對象。以後在清除階段，清除全部未被標記的對象。<font color=red>標記清除算法最大的問題就是空間碎片問題</font>。若是空間碎片過多，則會致使內存空間的不連續。雖然說大對象也能夠分配在不連續的空間中，可是效率要低於連續的內存空間。

2.二、複製算法（Copying）

複製（Copying）算法。複製算法的核心思想是將原有的內存空間劃分爲大小相等的兩塊，每次只使用一塊，在垃圾回收時，將正在使用的內存中的存活對象複製到未使用的內存塊中。以後清除正在使用的內存塊中的全部對象，以後交換兩個內存塊的角色，完成垃圾回收。<font color=red>複製算法的缺點是要將內存空間折半，極大地浪費了一半內存空間。</font>所以如今的商業虛擬機都使用這種複製算法來進行<font color=red>新生代</font>的垃圾收集！由於在對象存活率高的時候，複製算法就顯得效率低下

2.三、標記-整理算法（Mark-Compact）

關於標記-整理算法還有一種叫法是標記壓縮算法，知道其說的同一者就行了。

標記整理算法。標記整理算法能夠說是標記清除算法的優化版，其一樣須要經歷兩個階段，分別是：標記階段、整理階段。在標記階段，從 GC Root 引用集合觸發去標記全部對象，和標記清除算法中的標記階段是同樣同樣的。在整理階段，其則是將全部存活的對象整理在內存的一邊，以後清理邊界外的全部空間。所以，<font color=red>標記-整理算法（Mark-Compact）不會產生內存碎片，可是會多花點時間用在整理（Compact）上面！</font>

2.四、分代收集算法（Generational Collection）

「分代收集」（Generational Collection）算法，把Java堆分爲新生代和老年代，這樣就能夠根據各個年代的特色採用最適當的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集時都發現有大批對象死去，只有少許存活，<font color=red>那新生代選用複製算法</font>，只須要付出少許存活對象的複製成本就能夠完成收集。而老年代中由於對象存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保，<font color=red>老年代就使用「標記-清理」或「標記-整理」算法來進行回收。</font>

2.五、四種回收算法總結

標記清除算法

分爲<font color=red>標記</font>階段和<font color=red>清除</font>兩階段。<font color=red>標記清除算法最大的問題就是空間碎片問題</font>。比較適合在存活對象比較多的狀況。

複製算法（Copying）

<font color=red>複製算法的缺點是浪費了一半內存空間。</font>如今的商業虛擬機都使用這種複製算法來進行<font color=red>新生代</font>的垃圾收集！由於在對象存活率高的時候，複製算法就顯得效率低下比較適合存活對象比較少的狀況。

標記整理算法（Mark-Compact）

標記整理算法是標記清除算法的優化版，<font color=red>標記-整理算法（Mark-Compact）不會產生內存碎片，可是會多花點時間用在整理（Compact）上面！</font>

分代收集算法（Generational Collection）

<font color=red>新生代選用複製算法</font>，<font color=red>老年代使用「標記-清理」或「標記-整理」算法來進行回收。</font>

三、垃圾回收算法小結

借用大佬整理的一張圖：

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