10、并行实时垃圾回收技术解析

并行实时垃圾回收技术解析

1. 引言

在对时间要求严苛的系统中应用 Java 时，最大的问题源于自动垃圾回收机制。该机制虽能保障安全的内存管理，但垃圾回收器（GC）的运行会对系统性能产生影响。GC 可自动检测应用程序无法引用的内存，将其释放并供后续分配使用，从而解决因遗忘释放内存和悬空引用导致的内存泄漏问题。

2. 垃圾回收器阶段

Java 系统中的垃圾回收器通常以循环过程实现，包含多个阶段，以标记 - 清除 - 压缩垃圾回收器为例，其四个阶段如下：
- 根扫描（root scanning） ：标记 Java 堆中被堆外引用（如局部变量中的引用）指向的对象，确保这些对象的内存不会在当前垃圾回收周期中被回收。
- 标记（mark） ：在完成根扫描标记后，继续标记未被标记且被已标记对象引用的对象，直到没有未标记对象被已标记对象引用。
- 清除（sweep） ：标记阶段结束后，未标记对象无法被应用程序访问，其内存可被释放，将这些对象的内存添加到空闲列表。
- 压缩（compact） ：清除阶段后，释放的内存可能分散在堆中，无法满足大内存分配请求，因此需要进行碎片整理，将所有已分配内存移动，使空闲内存形成连续区域，以满足任意大小对象的新分配需求。

下面用 mermaid 流程图展示这四个阶段：

graph LR
    A[根扫描] --> B[标记]
    B --> C[清除