資訊專欄INFORMATION COLUMN
垃圾回收（GC）是JVM的一大殺器，它使程序員可以更高效地專注于程序的開發(fā)設(shè)計，而不用過多地考慮對象的創(chuàng)建銷毀等操作。但是這并不是說程序員不需要了解GC。GC只是Java編程中一項自動化工具，任何一個工具都有它適用的范圍，當(dāng)超出它的范圍的時候，可能它將不是那么自動，而是需要人工去了解與適應(yīng)地適用。
擁有一定工作年限的程序員，在工作期間肯定會經(jīng)常碰到像內(nèi)存溢出、內(nèi)存泄露、高并發(fā)的場景。這時候在應(yīng)對這些問題或場景時，如果對GC不了解，很可能會成為個人的發(fā)展瓶頸。
接下來的兩文將詳細(xì)學(xué)習(xí)下JVM中垃圾回收（GC）的各個知識要點。本文先從GC的算法開始先了解，鋪墊好基礎(chǔ)，下一篇再詳細(xì)講JVM具體的GC實現(xiàn)。
GC對象搜索算法垃圾回收，第一件事就是要搞清楚哪些東西是垃圾，而后才能對這些垃圾進(jìn)行回收。
那么有什么辦法識別對象是否為無用的垃圾呢？狹義地，怎么判斷對象是否沒被引用呢？
通常有以下兩種算法去識別判斷
引用計數(shù)算法
這個算法非常簡單。給對象一個計數(shù)器，每當(dāng)這個對象被引用了，計數(shù)器值加一；引用失效，則減一。但這個對象計數(shù)值為0的時候，證明是無用對象，可以被GC程序回收掉。這種算法比較廣泛應(yīng)用在一些腳本語言上，如FLASH、PYTHON等。
但是引用計數(shù)算法無法解決對象間相互引用的問題。當(dāng)a對象引用了b對象，b對象也引用了a對象，這樣a、b兩個對象的計數(shù)器值都不會為0，即使這兩個對象都被其他對象所引用，最終導(dǎo)致這些對象一直無法被回收。這種情況往往會出現(xiàn)在比較復(fù)雜的編程語言中。
可達(dá)性分析算法
可達(dá)性分析算法（GC roots算法），廣泛應(yīng)用于主流的商用語言。設(shè)置一個根節(jié)點，從圖論角度來看，只要從該節(jié)點可達(dá)一個對象，證明這個對象是存活的（被引用）。
通常地，GC會包含以下區(qū)域的對象：
虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象；
方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象；
方法區(qū)中常量引用的對象；
本地方法棧中JNI（即一般說的Native方法）引用的對象；
垃圾回收算法了解完垃圾是怎么找出來后，接下來看看它們是怎么被清除的。以下介紹幾種清除的算法。
標(biāo)記-清除算法（Mark-Sweep）標(biāo)記-清除，顧名思義，先標(biāo)記垃圾，再清除。它是GC最基礎(chǔ)的算法，后續(xù)很多算法都是基于它上面去改進(jìn)的。
標(biāo)記的過程在上面搜索GC對象已經(jīng)介紹過了。被標(biāo)記的對象，在統(tǒng)一GC的時候會把標(biāo)記的對象清除掉。這個算法比較簡單，不做過多贅述。
這個算法有一個很明顯的缺點，就是在垃圾回收后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的碎片空間，導(dǎo)致程序要申請較大的對象時常無法找到合適的內(nèi)存空間，迫使再次GC。
復(fù)制算法的存在，正是為了解決內(nèi)存碎片問題。并且這個算法也是分代算法的基礎(chǔ)。
將內(nèi)存分為大小相等的兩塊，每次程序只使用其中一塊，當(dāng)GC發(fā)生的時候，把存活的對象復(fù)制到另外一塊內(nèi)存中，整齊的排列，然后清空原來的那塊內(nèi)存。
可以看到，這種算法有點新生代轉(zhuǎn)移到老年代的感覺。
缺點：
把內(nèi)存可使用的空間減少了一半，造成空間的浪費。
對象存活數(shù)量較多的時候，復(fù)制性能比較差
這種缺點，在老年代中，對象存活率比較高的場景下是非常場景間。
標(biāo)記-整理算法（Mark-Compact）針對復(fù)制算法的兩個缺點，在老年代一般會用這種標(biāo)記-整理算法。
把存活的對象移到內(nèi)存的一段，然后把剩余的空間全部清空掉。
分代算法并不是一個特定的算法，也沒有什么新的內(nèi)容。而是把內(nèi)存分成多個區(qū)域，一般為新生代、老年代等。然后根據(jù)不同區(qū)域不同的特點，用不同回收算法去回收垃圾。
例如新生代，對象存活率低，比較適用復(fù)制算法。老年代存活率高，比較適用Mark-Compact算法。
目前幾乎所有的商業(yè)虛擬機都是采用分代收集的。具體不同的收集器在下一文再詳細(xì)說明。
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