Jvm垃圾回收器（算法篇）

　　在《Jvm垃圾回收器（基礎篇）》中咱們主要學習了判斷對象是否存活仍是死亡？兩種基礎的垃圾回收算法：引用計數法、可達性分析算法。以及Java引用的4種分類：強引用、軟引用、弱引用、虛引用。和方法區的回收介紹。

那麼接下來咱們重點研究下虛擬機的幾種常見的垃圾回收算法：標記-清除算法、複製算法、標記-整理算法、分代收集算法。

一：標記-清除算法

　　最基礎的收集算法，總共分爲‘ 標記 ’和‘ 清除 ’兩個階段

1.標記

　　標記出全部須要回收的對象

　　在《Jvm垃圾回收器（基礎篇）》中說明了判斷對象是否回收須要兩次標記，如今咱們再來回顧一下

　　一次標記：在通過可達性分析算法後，對象沒有與GC Root相關的引用鏈，那麼則被第一次標記。而且進行一次篩選：當對象有必要執行finalize()方法時，則把該對象放入F-Queue隊列中。

　　二次標記：對F-Queue隊列中的對象進行二次標記。在執行finalize()方法時，若是對象從新與GC Root引用鏈上的任意對象創建了關聯，則把他移除出「 即將回收 」集合。不然就等着被回收吧！！！

　　對被第一次標記切被第二次標記的，就能夠斷定位可回收對象了。

2.清除

　　兩次標記後，還在「 即將回收 」集合的對象進行回收。

　　執行過程以下：

　　優勢：基礎最基礎的可達性算法，後續的收集算法都是基於這種思想實現的

　　缺點：標記和清除效率不高，產生大量不連續的內存碎片，致使建立大對象時找不到連續的空間，不得不提早觸發另外一次的垃圾回收。

二：複製算法

　　將可用內存按容量分爲大小相等的兩塊，每次只使用其中一塊，當這一塊的內存用完了，就將還存活的對象複製到另一塊內存上，而後再把已使用過的內存空間一次清理掉。

　　複製算法執行過程以下：

　　優勢：實現簡單，效率高。解決了標記-清除算法致使的內存碎片問題。

　　缺點：代價太大，將內存縮小了一半。效率隨對象的存活率升高而下降。

 如今的商業虛擬機都採用這種算法（須要改良1:1的缺點）來回收新生代。

2.1 HotSpot虛擬機的改良算法　

1.弱代理論　

　　分代垃圾收集基於弱代理論。具體描述以下：

• 大多說分配了內存的對象並不會存活太長時間，在處於年輕時代就會死掉。
• 不多有對象會從老年代變成年輕代。

 　　其中IBM研究代表：新生代中98%的對象都是"朝生夕死"； 因此並不須要按1:1比例來劃份內存（解決了缺點1）；

 2.Hotspot虛擬機新生代內存佈局及算法

　　新生代內存分配一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間

　　每次使用Eden和其中一塊Survivor空間

　　回收時將Eden和Survivor空間中存活的對象一次性複製到另外一塊Survivor空間上

　　最後清理掉Eden和使用過的Survivor空間。

Hotspot虛擬機默認Eden和Survivor的大小比例是8:1。

分配擔保

　　若是另外一塊Survivor空間沒有足夠內存來存放上一次新生代收集下來的存活對象，那麼這些對象則直接經過擔保機制進入老年代。

關於分配擔保的內容，我會在講述垃圾收集器時詳細描述。

三：標記-整理算法

　　標記-整理算法是根據老年代的特色應運而生。

3.1 標記

　　標記過程和標記-清理算法一致（也是基於可達性分析算法）。

3.2 整理

　　和標記-清理不一樣的是，該算法不是針對可回收對象進行清理，而是根據存活對象進行整理。讓存活對象都向一端移動，而後直接清理掉邊界之外的內存。

標記-整理算法示意圖

　　優勢：不會像複製算法那樣隨着存活對象的升高而下降效率，不像標記-清除算法那樣產生不連續的內存碎片

　　缺點：效率問題，除了像標記-清除算法的標記過程外，還多了一步整理過程，效率更低。

四：分代收集算法

　　當前商業虛擬機的垃圾收集都是採用「 分代收集 」算法。

根據對象存活週期的不一樣將內存劃分爲幾塊。通常把java堆分爲新生代和老年代。JVM根據各個年代的特色採用不一樣的收集算法。

新生代中，每次進行垃圾回收都會發現大量對象死去，只有少許存活，所以比較適合複製算法。只須要付出少許存活對象的複製成本就能夠完成收集。

老年代中，由於對象存活率較高，沒有額外的空間進行分配擔保，因此適合標記-清理、標記-整理算法來進行回收。

 

 

----對《深刻理解Java虛擬機》第3章垃圾收集器與內存分配策略 3.3小節總結。接下來總結3.5垃圾收集器。

參考：

《深刻理解Java虛擬機》

https://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/53983064