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常見gc算法

Leo_chen / 2016人閱讀

摘要：根搜索算法它的處理方式就是，設(shè)立若干種根對象，當(dāng)任何一個根對象到某一個對象均不可達時，則認為這個對象是可以被回收的。

引用計數(shù)算法

給對象中添加一個引用計數(shù)器，每當(dāng)有一個地方引用它時，計數(shù)器值就加1；當(dāng)引用失效時，計數(shù)器值就減1；任何時刻計數(shù)器為0的對象就是不可能再被使用的。

缺點：引用和去引用伴隨加法和減法，影響性能。
致命的缺陷：對于循環(huán)引用的對象無法進行回收。

根搜索算法

它的處理方式就是，設(shè)立若干種根對象，當(dāng)任何一個根對象到某一個對象均不可達時，則認為這個對象是可以被回收的。

可達性分析：

從根（GC Roots）的對象作為起始點，開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為“引用鏈”，當(dāng)一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連(用圖論的概念來講，就是從GC Roots到這個對象不可達)時，則證明此對象是不可用的。
在JAVA語言中，可以當(dāng)做GC roots(GC根)的對象有以下幾種：

棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象。

方法區(qū)中的靜態(tài)成員。

方法區(qū)中的常量引用的對象（全局變量）。

本地方法棧中JNI（一般說的Native方法）引用的對象。

第一和第四種都是指的方法的本地變量表，第二種表達的意思比較清晰，第三種主要指的是聲明為final的常量值。

標記清除算法

當(dāng)堆中的有效內(nèi)存空間（available memory）被耗盡的時候，就會停止整個程序(也被成為stop the world)，然后進行兩項工作，第一項則是標記，第二項則是清除。

標記：標記的過程其實就是，遍歷所有的GC Roots，然后將所有GC Roots可達的對象標記為存活的對象。

清除：清除的過程將遍歷堆中所有的對象，將沒有標記的對象全部清除掉。
沒有被標記的對象將會回收清除掉，而被標記的對象將會留下，并且會將標記位重新歸0

標記-清除算法的缺點：

首先，它的缺點就是效率比較低（遞歸與全堆對象遍歷），導(dǎo)致stop the world的時間比較長，尤其對于交互式的應(yīng)用程序來說簡直是無法接受。

第二點主要的缺點，則是這種方式清理出來的空閑內(nèi)存是不連續(xù)的，這點不難理解，我們的死亡對象都是隨即的出現(xiàn)在內(nèi)存的各個角落的，現(xiàn)在把它們清除之后，內(nèi)存的布局自然會亂七八糟。而為了應(yīng)付這一點，JVM就不得不維持一個內(nèi)存的空閑列表，這又是一種開銷。而且在分配數(shù)組對象的時候，尋找連續(xù)的內(nèi)存空間會不太好找。

復(fù)制算法：（新生代的GC）

將原有的內(nèi)存空間分為兩塊，每次只使用其中一塊，在垃圾回收時，將正在使用的內(nèi)存中的存活對象復(fù)制到未使用的內(nèi)存塊中，之后，清除正在使用的內(nèi)存塊中的所有對象，交換兩個內(nèi)存的角色，完成垃圾回收。

將內(nèi)存分為一塊比較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden和其中一塊Survivor。當(dāng)回收時，將Eden和Survivor中還存活著的對象一次性地復(fù)制到另外一塊Survivor空間上，最后清理掉Eden和剛才用過的Survivor空間。

當(dāng)Survivor空間不夠用時，需要依賴于老年代進行分配擔(dān)保，所以大對象直接進入老年代

標記-整理算法：（老年代的GC）

和標記-清除算法一樣，標記-壓縮算法也首先需要從根節(jié)點開始，對所有可達對象做一次標記；但之后，它并不簡單的清理未標記的對象，而是將所有的存活對象壓縮到內(nèi)存的一端；之后，清理邊界外所有的空間。

標記：它的第一個階段與標記/清除算法是一模一樣的，均是遍歷GC Roots，然后將存活的對象標記。

整理：移動所有存活的對象，且按照內(nèi)存地址次序依次排列，然后將末端內(nèi)存地址以后的內(nèi)存全部回收。因此，第二階段才稱為整理階段。

標記-清除算法、復(fù)制算法、標記整理算法的總結(jié)：

三個算法都基于根搜索算法去判斷一個對象是否應(yīng)該被回收，而支撐根搜索算法可以正常工作的理論依據(jù)，就是語法中變量作用域的相關(guān)內(nèi)容。因此，要想防止內(nèi)存泄露，最根本的辦法就是掌握好變量作用域，而不應(yīng)該使用C/C++式內(nèi)存管理方式。

在GC線程開啟時，或者說GC過程開始時，它們都要暫停應(yīng)用程序（stop the world）。

它們的區(qū)別如下：（>表示前者要優(yōu)于后者，=表示兩者效果一樣）

效率：復(fù)制算法>標記/整理算法>標記/清除算法（此處的效率只是簡單的對比時間復(fù)雜度，實際情況不一定如此）。

內(nèi)存整齊度：復(fù)制算法=標記/整理算法>標記/清除算法。

內(nèi)存利用率：標記/整理算法=標記/清除算法>復(fù)制算法。

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