JVM垃圾回收算法

GC 算法总体概述

JVM在进行GC时，并非每次都对上面三个内存区域(新生代、年老代和永久代)一起回收的，大部分时候回收都是指新生代。
因此GC按照回收的区域可分为两种类型，一种是普通的Minor GC, 一种是全局的Major GC。

Minor GC和Full GC的区别：
Minor GC：只针对新生代区域的GC，指发生在新生代的垃圾收集动作，因为大多数Java对象存活率都不高，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度也比较快。
Major GC：指发生在老年代的垃圾收集动作，出现了Major GC ，经常会伴随至少一次的Minor GC（但不是绝对的）。Major GC 的速度一般比Minor GC慢10倍以上。

具体的Minor GC 和 major GC算法可参考JVM结构这篇文章

判断对象是否死亡

引用计数法

原理：给对象中添加一个计数器，每当有一个地方引用到它时，计数器+1。当引用失效时，计数器就-1，当计数器为0时则认为该对象不再被使用。

缺点：当两个对象互相引用时，会产生循环引用的问题。

可达性分析法

为了解决循环引用的问题，提出了可达性分析法。

基本思想：从一系列GC roots的对象作为起点，从这些节点往下搜索，走过的路径称为引用链，如果该对象和GC roots没有任何引用链相连的话，则证明该对象是不可用的（用图论的话说就是该对象不可达）。

在java中，可用作为GC roots对象的包括4种：

• 虚拟机栈（栈帧种的本地变量表）种引用的对象
• 方法区种类静态属性引用的对象
• 方法区种常量引用的对象
• 本地方法栈种native方法引用的对象
  
  

垃圾收集算法

标记-清除算法

原理：同名字一样，该算法分为两个阶段，标记和清除阶段：首先标记出所有需要回收的对象，然后在标记完成后统计回收所有被标记的对象。

缺点：1.效率不高，标记和清除两个阶的效率都不高；2. 存在空间问题，即会产生内存碎片，使得后续需要给较大对象分配内存时，无法分配连续空间导致内存不足，提前触发垃圾回收。

复制算法

为了解决效率问题，复制算法由此产生。

原理：将内存划分为两部分，当一块内存用完时，就将还存活的对象复制到另一块，然后将原来的内存空间一次清理掉。

标记-整理算法

复制收集算法在对象存活率较高时会进行比较多的复制操作，会导致效率变低。更关键的一点是，如果不想浪费掉另一部分的空间，就需要由额外的空间进行担保，来应对被使用的内存中100%（或者大部分：会超过另一内存空间的大小）对象都存活的情况，所以老年区一般不选用该算法。

所以提出了标记-整理算法。过程与之前的标记-清除算法一样，但后续不是对可回收对象直接进行清理，而是让所有存活对象都向一端移动，然后清理掉端边界外的内存。

分代收集算法

该算法其实是对以上算法的综合

• 次数上频繁收集新生代，使用复制算法
• 次数上较少收集老年代，使用 标记-清除 或 标记-整理 算法
• 基本不动元空间

分区收集算法

堆空间越大，GC的实际也越长，如果一次堆整个堆进行GC，则会使停顿实际过长，所以提出了分区收集算法。

原理：该算法是将堆空间划分成若干个区间，根据目标停顿时间，每次合理的回收若干个区间，从而减少一次GC产生的停顿。其中每个区间独立使用，独立回收。

该算法的主要体现是G1垃圾收集器，可以参考垃圾收集器这篇文章。