05、JVM 实战 - GC-垃圾收集算法

一、跟踪收集

1.1、跟踪【可达性分析算法】

跟踪收集器追踪从根节点开始的对象引用图，在追踪过程中对活动对象打上标记。总的来说要么在对象本身设置标记，要么用一个独立的位图来设置标记，当追踪结束时，未被标记的对象就是无法触及的，从而可以被收集。

跟踪收集器采用的为集中式的管理方式，全局记录对象之间的引用状态，执行时从一些列GC Roots的对象做为起点，从这些节点向下开始进行搜索所有的引用链，当一个对象到GC Roots 没有任何引用链时，则证明此对象是不可用的。

下图中，对象Object6、Object7、Object8虽然互相引用，但他们的GC Roots是不可到达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。

可作为GC Roots 的对象包括：

虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用对象。

方法区中的类静态属性引用的对象

方法区中的常量引用的对象

本地方法栈中JNI的引用对象。

基本的追踪算法被称作“标记并清除”。这个名字指出垃圾收集的两个阶段。标记阶段，垃圾收集器遍历引用树，为遍历到对象增加标记，清除阶段，把没有被标记的对象清除，释放其占用的内存空间，在JVM中清除对象必须包含对象的终结。

可以说，跟踪是垃圾收集清理的基础

1.2、收集

主要有复制、标记清除、标记压缩三种实现算法。　

1.2.1、 标记 - 清除算法

标记清除算法是最基础的收集算法，其他收集算法都是基于这种思想。标记清除算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出需要回收的对象，标记完成之后统一清除对象。

它的主要缺点：

①.标记和清除过程效率不高

②.标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片。

1.2.2、复制算法

新生代主要算法

它将可用内存容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块用完之后，就将还存活的对象复制到另外一块上面，然后在把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收，不会产生碎片等情况，只要移动堆订的指针，按顺序分配内存即可，实现简单，运行高效。

主要缺点：

内存缩小为原来的一半。

现在的商业虚拟机都采用这种算法来回收新生代。

注意：为什么HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1?

新生代中的对象98%是“朝生夕死”的，所以不需要按照1：1的比例划分内存，而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。当回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象一次性的复制到另一块Survivor空间上，最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor空间。故HotSpot默认8：1，也就是每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%（80%+10%），只有10%的内存会被浪费。

当Survivor空间不够用时，需要依赖其他内存（老年代）进行分配担保。

内存的分配担保，如果另一块Survivor空间没有足够空间存放上一次新生代收集下来的存活对象时，这些对象将直接通过分配担保机制进入老年代。

1.2.3、标记 - 整理算法

标记-整理算法是根据老年代的特点应运而生。

标记操作和“标记-清除”算法一致，基于可达性分析算法，后续操作不只是直接清理对象，而是在清理无用对象完成后让所有存活的对象都向一端移动，并更新引用其对象的指针。

优点：不会像复制算法那样随着存活对象的升高而降低效率，不像标记-清除算法那样产生不连续的内存碎片

缺点：效率问题，除了像标记-清除算法的标记过程外，还多了一步整理过程，效率更低。

1.2.4、分代收集算法

当前商业虚拟机的垃圾收集都是采用“ 分代收集 ”算法。

根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般把java堆分为新生代和老年代。JVM根据各个年代的特点采用不同的收集算法。

新生代中，每次进行垃圾回收都会发现大量对象死去，只有少量存活，因此比较适合复制算法。只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。

老年代中，因为对象存活率较高，没有额外的空间进行分配担保，所以适合标记-清理、标记-整理算法来进行回收。

参看地址：

https://blog.csdn.net/java2000_wl/article/details/8022293

《深入理解Java虚拟机》