垃圾回收算法與思想

引用計數法（Reference Counting）：

引用計數法是最經典也是最古老的的一種垃圾收集算法，大體思想是：爲每個對象配備計數器，若是有引用就+1，若是引用失效就-1，若是某個對象的計數器爲0，說明沒有引用，則能夠被回收。

可是引用計數法有一個顯著的缺點就是沒法回收循環引用的對象，例若有A和B兩個對象，二者相互調用，可是這兩個對象除了相互調用外，沒有被其餘任何一個對象調用，可是由於相互調用，計數器不爲0，因此不會被回收，這就可能會致使內存泄漏。

標記-清除算法(Mark-Sweep):

標記-清除算法是現代垃圾回收算法的基礎思想，標記-清除算法將垃圾回收分爲兩個階段，一個是標記階段，另一個是清楚階段，

標記階段：從根節點開始，標記全部從跟節點到可達到的對象，未標記的對象就是沒有別引用的對象。

清除階段：清除全部未被標記的對象。

標記-清除算法最大的問題就是空間碎片，垃圾回收以後，空間是不連續的，在對象的堆空間分配過程當中，尤爲是大對象，不連續的內存空間的工做效率低於連續的。

複製算法（Copying）

複製算法是一種相對比較高效的算法，主要思想是：將內存空間分爲大小相等的兩部分，每次只是用一塊，在垃圾回收的時候，將正在是用的那一塊空間中的引用對象複製到另一塊中，而後清除正在使用的那一塊空間的全部對象，交換兩個內存的角色，完成垃圾回收。

優勢是回收事後的內存空間沒有碎片。

缺點是內存摺半，複製大量的對象。

Java的新生代串行垃圾回收器用的就是這個算法。新生代分爲eden,from space, to space三個部分，from space 和 to space是大小相等，地位相等，可進行角色互換的空間塊。

在垃圾回收時，eden中的存活對象會被複制到未使用的survivor中（假設是to space）,正在使用的存活對象也會從from space複製到to space中，eden 和 from space留下來的是未被使用的對象，被直接清空，to space存放複製事後的存活對象。

標記-壓縮算法（Mark-Compact）

複製算法的高效性是創建在存活對象少，垃圾對象多的狀況，如新生代。可是若是是老年代的話，複製成本太高，則就不適用了。

標記-壓縮算法是一種老年代的回收算法，它是在標記-清除算法的基礎上作了一些優化，如標記-清除同樣，首先也是從根節點開始，對全部可達對象進行標記，可是不一樣的是，標記-壓縮會將存活對象壓縮到內存的一端，而後清理邊界外的全部空間，這樣的好處是不用兩塊內存相同的空間和避免了空間碎片。

增量算法(Incremental Collecting)

對大部分垃圾回收算法而言，在進行垃圾回收期間，咱們的應用程序是處於掛起的狀態，也稱之爲Stop the World狀態，可是若是垃圾回收的時間過長的話，則應用程序掛起時間會好久，這樣會嚴重影響用戶體驗和系統的穩定性。

增量算法的基本思想是，若是一次性將全部的垃圾進行回收，須要形成系統長時間的停頓，那麼就能夠想到一個折中的辦法，讓垃圾回收線程和應用程序線程交替運行，垃圾回收線程只回收一小部份內存，而後就切換到應用程序線程，如此反覆，直到執行完垃圾回收。在垃圾回收過程當中，還執行了應用程序的代碼，這樣減小了系統停頓的時間，可是由於垃圾回收線程和上下文線程的切換的消耗，形成了垃圾回收成本的增長，從而致使了系統吞吐量的降低。

分代算法(Generational Collecting)

標記-清除，複製，標記-壓縮等算法，在這些算法中，並無一種算法徹底代替其餘算法，它們都就有各自的優點和特色。

所以，根據回收對象的特色，選擇合適的回收算法，纔是明智的選擇。

分代就是基於這樣的思想，它將內存區間根據對象的特色進行劃分，而後根據各個內存區間的特色，使用不一樣的垃圾回收算法，提升垃圾回收效率。

以Hot Spot爲例，它將全部新建的對象都放入稱爲新生代的內存區域，新生代的特色是對象朝生夕滅，大約90%對象都會被回收，所以新生代就適用用高效的複製算法；通過幾回垃圾回收依然存活的對象，就會保存在老年代中，老年代中幾乎全部的對象都是通過幾回垃圾回收依然倖存的，在一段時間內，甚至應用程序整個生命週期，都是內存常駐的。對於老年代，由於大部分對象是存活的，因此採用複製算法的話，是不可取的，採用標記-壓縮算法纔是高效的。