JVM之三色标记算法，内容非常全面

最新推荐文章于 2025-05-08 21:29:16 发布
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分类专栏： 2024年程序员学习 文章标签： jvm
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版权

图中黑色箭头代表对象之间的引用，红色箭头代表垃圾收集器扫描的路径，第一张图因为扫描器还没有进行扫描，所以所有的对象都是白色的。

一、第一次扫描

在这里插入图片描述

第一次扫描到了A对象，但是A对象下面的直接引用对象还有未扫描到的对象B和对象C，所以A对象为灰色。

二、第二次扫描

在这里插入图片描述

第二次扫描到了B对象，但是B对象下面还有一个直接引用对象D没有被扫描到，所以B对象变为灰色，然而A对象下面有一个直接引用对象C没有被扫描到，所以A对象也还是灰色。这里再次强调一下红色连线代表扫描的路径以及扫描到的对象，黑色连线代表对象之间的引用，之所以画两个箭头引用就是为了让大家区分开箭头所代表的不同含义。

三、第三次扫描

在这里插入图片描述

第三次扫描从A对象扫描到了B对象，由于B对象下面没有未被扫描的对象了（因为B下面已经没有引用的对象了），所以B为黑色，而A对象也因为下面的直接引用对象B和C都已经被扫描过了，所以A也变为了黑色，而B下面的D对象还没有被扫描过，所以B还是灰色。

四、第四次扫描

在这里插入图片描述

第四次扫描从B扫描到了D对象，因为D对象下面没有引用对象了，所以D变为黑色了，而B下面也没有未被扫描过的对象了，所以B对象也变为了黑色，这个时候扫描器就结束扫描过程了，大家看到了扫描器并没有扫描E对象，这是因为两点，1、E对象不是GCRoot根，扫描器是从GCRoot根节点开始扫描的，也就是从图中A对象开始扫描。2、E对象没有被GCRoot根节点或者根节点引用下的节点引用，假如这个时候A、B、C、D任何一个对象引用E对象，E对象都会变为黑色，而目前图中的E对象就相当于我们在程序里面new了一个Strudent对象，但是没有任何对象使用它或者调用它，它就相当于在程序里面“悬空”了，所以垃圾收集器会在后面的垃圾收集阶段将白色的E对象收集掉，其他的对象不会收集。

总结

这里的三色标记算法并不是在程序内部真正的将对象标记成为黑色、灰色、白色，而是可能用了两个二进制位来表示，比如00表示黑色、01表示灰色、10表示白色，所以这里的三色标记算法只是为了让大家更好的理解罢了，希望大家看了我的文章可以有所收获，也希望大家多多关注我，我们一起学习进步，谢谢大家。

自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。

深知大多数Java工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长或者是报班学习，但对于培训机构动则几千的学费，着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

因此收集整理了一份《2024年Java开发全套学习资料》，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友，同时减轻大家的负担。
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由于文件比较大，这里只是将部分目录大纲截图出来，每个节点里面都包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、讲解视频，并且后续会持续更新

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最后

做任何事情都要用心，要非常关注细节。看起来不起眼的、繁琐的工作做透了会有意想不到的价值。
当然要想成为一个技术大牛也需要一定的思想格局，思想决定未来你要往哪个方向去走, 建议多看一些人生规划方面的书籍,多学习名人的思想格局，未来你的路会走的更远。

更多的技术点思维导图我已经做了一个整理，涵盖了当下互联网最流行99%的技术点，在这里我将这份导图分享出来，以及为金九银十准备的一整套面试体系，上到集合，下到分布式微服务

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[外链图片转存中…(img-IVIqkikn-1711962867080)]

【JVM中的三色标记法是什么？】
Roc的博客
01-13 788
三色标记法（Tri-color Marking Algorithm）是Java虚拟机（JVM）中一种用于追踪对象存活状态的垃圾回收算法。它基于William D. Hana和Mark S. McCulleghan在1976年提出的两色标记法的基础上进行了改进，通过引入“灰色”状态，使得垃圾回收过程能够更加高效地进行。
【JVM精通之路】垃圾回收-三色标记算法
Anakki的博客
05-28 1261
黑色：一直存在不需要清理的对象，它用到的对象都确定需要存活。下一次不扫描黑色对象。灰色：一直存在不需要清理的对象，它用到的其他对象还没确定是否存活。下一次从它开始扫描。白色：扫描完毕后，还是白色的对象，就清理掉。颜色的标记 记录在每个对象的头部信息的Markword中！CMS有四步，初始标记（STW），并发标记，重复标记（STW），并发清除四步。
JVM-三色标记算法
一只板栗的博客
10-20 4202
JVM-三色标记算法 三色标记算法是一种垃圾回收的标记算法。它可以让JVM不发生或仅短时间发生STW(Stop The World)，从而达到清除JVM内存垃圾的目的。JVM中的CMS、G1垃圾回收器 所使用垃圾回收算法即为三色标记法。 三色标记过程： 黑色：代表该对象以及该对象下的属性全部被标记过了。（程序需要用到的对象，不应该被回收） 灰色：对象被标记了，但是该对象下的属性未被完全标记。（需要在该对象中寻找垃圾） 白色：对象未被标记（需要被清除的垃圾） 三色标记存在的问题： 对象漏标： 如果
JVM 中的三色标记法
pengyi5211660的博客
10-28 1243
java中jvm垃圾清除三色标记法
关于垃圾回收的三色标记算法的详细介绍
最新发布
weixin_50055999的博客
05-08 1337
三色标记算法是JVM垃圾回收中的核心技术，广泛应用于CMS、G1等现代垃圾收集器。该算法将对象分为白色（未访问）、灰色（正在访问）和黑色（完全访问）三种状态，通过初始标记、并发标记、重新标记和垃圾清理四个阶段追踪和回收内存中的对象。初始标记和重新标记阶段需要暂停应用程序线程，而并发标记阶段则与应用程序并发执行，减少停顿时间。然而，并发标记过程中可能产生浮动垃圾和漏标问题，前者不影响程序正确性但占用内存，后者可能导致存活对象被错误回收。为解决漏标问题，JVM采用读屏障和写屏障技术记录引用关系变化。三色标记算法
JVM三色标记算法
多头注意力探索Now
05-23 331
@三色标记算法 #垃圾收集根标记为灰色 #所有其他对象标记为白色 #有一个标记线程移动到一个随机的灰色节点（GC ROOT）
jvm 三色标记法
m0_67402914的博客
04-04 228
三色标记法 这个算法就是把 GC 中的对象划分成三种情况： 白色：还没有搜索过的对象（白色对象会被当成垃圾对象） 灰色：正在搜索的对象 黑色：搜索完成的对象（不会当成垃圾对象，不会被GC） 上面说的这个问题就是可以用下图来表示： 这个图的意思就是：假设有 A -> B -> C， A 是 GC Roots 关联的对象，那么首先会把 GC Roots 标记，也就是 A 标记成灰色（证明现在正在搜索 A 相关的），然后搜索 A 的引用，也就是 B，那么搜索了 B，把 B 变成了灰色，那么 A 就搜
JVM实战：三色标记法
小识的博客
03-09 1909
垃圾回收流程的一些流程 哪些对象是垃圾？ 当我们进行垃圾回收的时候，首先需要判断哪些对象是存活的？ 常用的方法有如下两种 引用计数法 可达性分析法 Python判断对象存活的算法用的是引用计数法，而Java则使用的是可达性分析法。 通过GC ROOT可达的对象，不能被回收，不可达的对象则可以被回收，搜索走过的路径叫做引用链 不可达对象会进行2次标记的过程，通过GC ROOT不可达，会被第一次标记。如果需要执行finalize()方法，则这个对象会被放入一个队列中执行finalize()，如果在fina.
可达性分析之三色标记算法详解
热门推荐
黄智霖的博客
03-30 1万+
二、三色标记 在前文中提到了，在CMS的并发清理阶段才产生的垃圾，会被当做浮动垃圾，会留到下一次GC再清理。其实在并发标记阶段，由于用户线程在并发运行，也就可能导致引用关系改变，导致标记结果不准确，从而引发更加严重的问题，这些发生变更的数据会在重新标记阶段被处理，那么会出现什么问题？又是如何处理的呢？ CMS算法的基础是通过可达性分析找到存活的对象，然后给存活的对象打个标记，最终在清理的时候，如果一个对象没有任何标记，就表示这个对象不可达，需要被清理。 并发标记阶段是从GC Root直接关联的对象开始枚举的
JVM调优那些事（四）G1与三色标记算法
asd13518662的博客
04-13 1018
前言 在之前的这篇文章中，我们已经介绍了几种常见的垃圾回收器的组合。 这些垃圾回收器虽然实现上各有不同，但有一点是相同的——都是基于物理上的内存分代模型。 也就是内存中青年代和老年代的比例都提前固定了，并且必须是连续的内存地址空间。 但随着内存的不断变大，任何已经介绍过的垃圾回收器都很难在特别大的内存中保证性能。 传统的垃圾回收器的内存模型已经很难跟得上硬件的发展了，这个时候就需要介绍一个新的垃圾回收器——G1垃圾回收器。 G1垃圾回收器打破了之前物理内存分代的传统模型，通过将内存分为大小相同的小单元进行管
JVM垃圾回收——三色标记法
weixin_39555954的博客
10-31 6127
在CMS、G1这种并发的垃圾收集器收集对象时，假如一个对象A被GC线程标记为不可达对象，但是用户线程又将A对象标记为可达对象，那么此时直接对A对象做清除时那将会发生很严重的错误，那么对象A是如何摆脱被清除的命运呢？今天就简单来聊聊这个问题。
JVM 的三色标记算法详解
wh柒八九的博客
07-14 1125
本文来说下关于JVM 的三色标记算法。 文章目录概述 概述
说说关于JVM三色标记算法
wh柒八九的博客
10-10 1055
本文来说下关于JVM三色标记算法 文章目录概述 概述 三色标记法是一种垃圾回收法，它可以让JVM不发生或仅短时间发生STW(Stop The World)，从而达到清除JVM内存垃圾的目。
JVM 三色标记算法
zhexiao
06-11 1137
三色标记算法是一种用于JVM垃圾回收的增量式标记算法，它将Java堆中的对象划分为白色、灰色和黑色三种颜色，分别表示未标记对象、部分标记对象和已完全标记对象。这算法被广泛应用于CMS（Concurrent Mark-Sweep）和G1（Garbage-First）等垃圾回收器中，以在GC标记和清理阶段尽量减少Stop-The-World（STW）的时间，提高系统的响应性。总体而言，三色标记算法通过增量标记的方式，尽量避免全局性的STW，提高了垃圾回收的并发性，但也需要处理漏标问题。
JVM-三色标记
wssc63262的博客
01-16 1731
三色标记算法是把Gc roots可达性分析遍历对象过程中遇到的对象， 分成三种颜色：黑色、灰色、白色
【JVM】三色标记法
at10090的博客
08-04 3909
原因 在CMS等并法收集器，并发标记的过程中需要对对象进行标记，用于区别对象。防止多标，漏标等情况。 三色标记 三色标记法就是指将GC roots可达性算法分析遍历对象过程中将各个对象，按照”是否访问过“标记成不同的三种颜色(可以理解为类似于成员变量)。 黑色 表示对象已经被垃圾收集器访问过（扫描过），并且这个对象的所有引用都已经被扫描过，它是安全存活的（不是垃圾对象），如果其他对象引用指向了黑色对象，是无需重新扫描的，黑色对象不可能直接（不经过灰色对象）指向白色对象 灰色 表示对象已经被立即收
JAVA面试题分享五十九：JVM 中的三色标记法是什么？
之乎者也·的博客
11-26 2132
GC 垃圾回收器其主要的目的是为了实现内存的回收，在这个过程中主要的两个步骤就是：内存标记，内存回收。三色标记法，主要是为了高效的标记可被回收的内存块。白色：表示对象尚未被垃圾收集器访问过。显然在可达性分析刚刚开始的阶段，所有的对象都是白色的，若在分析结束的阶段，仍然是白色的对象，即代表不可达。黑色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，且这个对象的所有引用都已经扫描过。黑色的对象代 表已经扫描过，它是安全存活的，如果有其他对象引用指向了黑色对象，无须重新扫描一遍。
JVM：三色标记法详解
2301_76166241的博客
01-28 1997
三色标记法是一种垃圾回收法，它可以让JVM不发生或仅短时间发生STW(Stop The World)，从而达到清除JVM内存垃圾的目的。JVM中的所使用垃圾回收算法即为三色标记法。
.jvm的三色标记法
03-26
### JVM 中三色标记法的原理与实现 #### 三色标记法的核心概念 三色标记法是一种基于可达性分析的对象存活检测方法，其核心思想是将堆中的对象按照状态划分为三种颜色：白色、灰色和黑色。 - **白色**：表示尚未访问到的对象，即可能不可达或者还未处理。 - **灰色**：表示已经被发现但还没有完全扫描过的对象，可能存在对其子节点（引用对象）的进一步探索需求。 - **黑色**：表示已经完成扫描的对象，这些对象及其引用的所有后代都被认为是可到达的。 这种划分使得垃圾回收器能够在不一次性扫描整个堆的情况下逐步完成对象图的遍历[^3]。 #### 工作流程 1. 初始状态下，所有对象均为白色，根对象（GC Roots）被置为灰色并加入灰名单（通常是一个队列或栈）。 2. 回收线程不断从灰名单中取出一个灰色对象进行扫描，将其变为黑色，并将其直接引用的白对象变更为灰色，同时加入灰名单。此过程持续直到灰名单为空为止。此时所有的黑对象均被认为是存活的，而剩余的白对象则会被视为垃圾并予以回收[^4]。 #### 技术细节与优化 为了提升性能，在实际应用中引入了一些改进措施和技术支持： - 使用记忆集（Remembered Set）减少全局扫描的需求，特别是在分代收集场景下，仅需关注特定区域内的跨代引用情况即可[^5]。 - 可采用并发方式进行部分阶段的操作以降低暂停时间的影响；例如CMS（Concurrent Mark Sweep）利用多线程技术执行大部分标记工作的同时允许应用程序继续运行[^2]。 #### 示例代码模拟简单版三色标记逻辑 下面给出一段伪代码展示如何手动实现类似的机制： ```python class ObjectNode: def __init__(self, name): self.name = name self.color = 'white' # Initial state is white. self.references = [] # List of referenced objects. def mark_phase(root_objects): gray_set = set() # Start by marking all roots as grey and adding them to the gray set. for obj in root_objects: obj.color = 'gray' gray_set.add(obj) while gray_set: current_obj = gray_set.pop() # Take one object from the gray list. for ref_obj in current_obj.references: if ref_obj.color == 'white': ref_obj.color = 'gray' # Newly discovered reference becomes gray. gray_set.add(ref_obj) current_obj.color = 'black' # After processing its references, turn it black. # Example usage with a few interconnected nodes. if __name__ == "__main__": A = ObjectNode('A') B = ObjectNode('B') C = ObjectNode('C') A.references.append(B) B.references.append(C) mark_phase([A]) print(f"A's color after marking: {A.color}") print(f"B's color after marking: {B.color}") print(f"C's color after marking: {C.color}") ``` 上述例子展示了基本的颜色转换规则以及简单的递归关系构建。 #### 总结 综上所述，JVM 的三色标记算法不仅提高了垃圾回收过程中对活动对象识别的速度，还通过多种手段减少了因全量停顿带来的负面影响。它构成了当代许多高效垃圾回收策略的基础之一。 ---
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