GC垃圾回收算法

本文介绍了四种常见的垃圾回收算法:标记-清除算法、复制算法、标记整理算法及分代收集算法。详细阐述了每种算法的工作原理、优缺点,并讨论了它们在新生代和老年代中的应用。

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1.标记-清除算法
最基础的收集算法。标记出需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。缺点:一是效率问题,标记和清除两个过程的效率都不高,二是空间问题,标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片,空间碎片太多可能会导致以后在程 序运行过程中需要分配较大对象时,无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾 收集动作。
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2.复制算法
为了解决标记清除算法效率低的问题,复制算法出现了。它将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中一块,当这一块内存用完了,它就将还存活着的对象复制到另一块上,再把已使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是 对整个半区进行内存回收,内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况,只要移动堆顶指 针,按顺序分配内存即可,实现简单,运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小为了原来的一半,未免太高了一点。
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很多公司都用这种算法来回收新生代,因为新生代中98%的对象都是朝生暮死的。

3.标记整理算法
复制算法在对象存活率较高的时候要进行较多的复制操作,效率将会变低,在老年代中一般不能直接选用这种算法。标记整理算法针对老年代,标记过程仍然与标记清除算法一样,但是后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都像一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。
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4.分代收集算法
当前商业虚拟机的垃圾收集都采用“分代收集”(Generational Collection)算法,这种算 法并没有什么新的思想,只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆 分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代 中,每次垃圾收集时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那就选用复制算法,只需要付 出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间 对它进行分配担保,就必须使用“标记—清理”或者“标记—整理”算法来进行回收。

垃圾回收(Garbage Collection,GC算法是指在计算机程序运行时,自动回收不再使用的内存空间的一种算法。常见的 GC 算法有以下几种: 1. 标记-清除算法(Mark-Sweep):该算法分为两个阶段,首先标记出所有要回收的对象,然后统一回收所有被标记的对象。该算法会产生内存碎片,容易造成空间浪费。 2. 复制算法(Copying):该算法将可用内存空间分为两块,每次只使用其中一块,在回收时将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中,然后清空正在使用的内存块中的所有对象。该算法不会产生内存碎片,但需要额外的内存空间。 3. 标记-整理算法(Mark-Compact):该算法标记出所有要回收的对象,然后将所有存活的对象移动到内存的一端,然后清空端边界以外的所有内存。该算法不会产生内存碎片,但需要移动存活对象,可能会影响程序性能。 4. 分代收集算法(Generational):该算法根据对象的存活时间将内存分为不同的代,通常将新生成的对象放在新生代中,存活时间较长的对象放在老年代中。在新生代中使用复制算法,在老年代中使用标记-整理算法。该算法结合了复制算法和标记-整理算法的优点,可以有效地提高 GC 的效率。 以上是常用的垃圾回收算法,不同的算法适用于不同的场景,开发人员需要根据应用程序的特点选择合适的算法
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