垃圾回收机制详解-优快云博客

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引用计数算法

定义：

在对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加一；当引用失效时，计数器值就减一；任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的

缺点：

如果存在循环引用最终导致无法回收

是指

A对象里引用了B对象，而B对象也引用了A对象导致这2个对象各个计数器值都为 1，最终导致无法回收对象

可达性分析算法

这个算法的基本思路就是通过一系列称为“GC Roots” 的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程所走过的路径称为“ 引用链 ” （ Reference Chain ），如果某个对象到 GC Roots 间没有任何引用链相连，或者用图论的话来说就是从GC Roots 到这个对象不可达时，则证明此对象是不可能再被使用的

在 Java 技术体系里面，固定可作为 GC Roots 的对象包括以下几种：

·在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象，譬如各个线程被调用的方法堆栈中使用到的参数、局部变量、临时变量等。
·在方法区中类静态属性引用的对象，譬如Java类的引用类型静态变量。
·在方法区中常量引用的对象，譬如字符串常量池（String Table）里的引用。
·在本地方法栈中JNI（即通常所说的Native方法）引用的对象。
·Java虚拟机内部的引用，如基本数据类型对应的Class对象，一些常驻的异常对象（比如NullPointExcepiton、OutOfMemoryError）等，还有系统类加载器。
·所有被同步锁（synchronized关键字）持有的对象。
·反映Java虚拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等。

简单来说

可达性分析算法首先确定根对象即肯定不能被当成垃圾被回收的对象，在进行垃圾回收之前，会对堆内存中对象进行扫描，看看这些对象被根对象是否直接或间接引用，如果是，则不能被垃圾回收，如果没有被根对象间接引用或者直接引用，将会被垃圾回收

比方，洗一串葡萄，洗完后，拎起葡萄根，如果连在跟上的葡萄果就是不能被回收的对象（因为有根对象来引用他们），和葡萄根断开的葡萄，就是可以被回收的垃圾对象（因为没有根对象引用他们）

标记-清除算法

算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后，统一回收掉所有被标记的对象，也可以反过来，标记存活的对象，统一回收所有未被标记的对象。标记过程就是对象是否属于垃圾的判定过程

缺点

第一个是执行效率不稳定

如果Java堆中包含大量对象，而且其中大部分是需要被回收的，这时必须进行大量标记和清除的动作，导致标记和清除两个过程的执行效率都随对象数量增长而降低；

第二个是内存空间的碎片化问题，

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当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。

标记-整理算法

其中的标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但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向内存空间一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存

缺点

如果移动存活对象，尤其是在老年代这种每次回收都有大量对象存活区域，移动存活对象并更新所有引用这些对象的地方将会是一种极为负重的操作，而且这种对象移动操作必须全程暂停用户应用程序才能进行

但如果跟标记 - 清除算法那样完全不考虑移动和整理存活对象的话，弥散于堆中的存活对象导致的空间碎片化问题就只能依赖更为复杂的内存分配器和内存访问器来解决。譬如通过“ 分区空闲分配链表” 来解决内存分配问题（计算机硬盘存储大文件就不要求物理连续的磁盘空间，能够在碎片化的硬盘上存储和访问就是通过硬盘分区表实现的）。内存的访问是用户程序最频繁的操作，甚至都没有之一，假如在这个环节上增加了额外的负担，势必会直接影响应用程序的吞吐量。

HotSpot虚拟机里面关注吞吐量的Parallel Scavenge收集器是基于标记-整理算法的，而关注延迟的CMS收集器则是基于标记-清除算法的

总结：速度慢

标记-复制算法

它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

HotSpot虚拟机具体做法是把新生代分为一块较大的Eden空间和两块较小的 Survivor（幸存者）空间，每次分配内存只使用Eden和其中一块Survivor。发生垃圾搜集时，将Eden和Survivor（from 区）中仍然存活的对象一次性复制到另外一块Survivor空间（to 区）上，然后直接清理掉Eden和已用过的那块Survivor空间，同时因为 from区空了，所以变为to区， 之前的to区有对象了，所以为from区

如果另外一块 Survivor空间没有足够空间存放上一次新生代收集下来的存活对象，这些对象便将通过分配担保机制直接进入老年代，