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[Java语言] 基于JVM 中常见垃圾收集算法介绍

发表于 2018-2-24 08:00:02

JVM 中常见的垃圾收集算法有四种:

标记-清除算法(Mark-Sweep);

复制算法(Copying);

标记-整理(Mark-Compact);

分代收集;

下面我们来一一介绍:

一、标记-清除算法(Mark-Sweep)

这是最基础的垃圾收集算法,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。它的主要缺点有两个:一个是效率问题,标记和清除效率都不高;另一个是空间问题,标记清除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分配大对象时没有足够的大的连续空间,而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。

标记-清除算法示意图

二、复制算法(Copying)

为了解决效率问题,有了“复制”的算法,他将可用内存分为大小相同两块。每次只用一块,当一块空间用完了,就将还存活的对象复制到另一块上,然后将刚使用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收,内存分配时也就不用考虑内存碎片等复杂情况。实现简单,运行高效。只是这种算法的代价是将内存缩小到原来的一半,代价太贵了点。实际上,新生代中的对象98%都是朝生夕死,所以不需要按1:1的比例来分内存,而是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间,每次使用Eden空间和其中一块Survivior空间。当回收时,将Eden和Survivor中还存活的对象一次性的拷贝到另一块Suivivior中,最后清理掉Eden和刚用过的Survivor空间。

复制算法示意图

三、标记-整理(Mark-Compact)

复制收集算法在对象存活率高的时候就要执行较多的复制操作,效率将会变低。更关键的是,如果不想浪费50%的空间,就需要有额外的空间进行分配担保用于应付半区内存中所有对象都100%存活的极端情况,所以在老年代一般不能直接选用这种算法。

因此人们提出另外一种“标记-整理”(Mark-Compact)算法由于老年代中的对象生存周期都较长,有人提出“标记-整理”算法,标记过程和“标记-清理”一样,但在清除已死对象的同时会对存活对象进行整理,这样可以减少碎片空间。

标记-整理算法示意图

四、分代收集

当前商业虚拟机的垃圾收集都是采用“分代收集”(Generational Collecting)算法,这种算法并没有什么新的思想出现,只是根据对象不同的存活周期将内存划分为几块。一般是把Java堆分作新生代和老年代,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,那就用复制算法,只要少量复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象的存活率较高、周期长,就用“标记-整理”或“标记-清除”算法来回收。

以上这篇基于JVM 中常见垃圾收集算法介绍就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持程序员之家。



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