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Java 垃圾收集算法有哪些?

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2019/01/15 Share

本文主要介绍几种 Java 垃圾收集算法的原理及其优缺点。

标记清除(Mark-Sweep)算法

首先进行标记工作,标识出所有要回收的对象,然后进行统一回收被标记的对象。

对象标记的过程在 Java 对象的自我救赎 一文中有介绍。执行过程如下图:

它的不足之处在于

1、标记、清除的效率都不高。

2、清除后产生大量的内存碎片,空间碎片太多会导致在分配大对象时无法找到足够大的连续内存,从而不得不触发另一次垃圾回收动作。

复制(Copying)算法

将可用内存按容量分成大小相等的两块,每次只使用其中的一块。

当这一块内存用完了,就将还存活的对象复制到另外一块上面,再把已使用过的内存空间一次清理掉。

商用虚拟机都采用这种算法回收新生代的对象。因为新生代的对象每次回收都基本上只有 10% 左右的对象存活,需要复制的对象少,效率高。执行过程如下图:

优点:

因为是对整个半区进行内存回收,内存分配时不用考虑内存碎片等情况。实现简单,效率较高。

不足之处:

既然要复制,需要提前预留内存空间,有一定的浪费。

在对象存活率较高时,需要复制的对象较多,效率将会变低。

标记整理(Mark-Compact)算法

与标记清除算法类似,但不是在标记完成后对可回收对象进行清理,而是将所有存活的对象向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。执行过程如下图:

优点:

消除了标记清除导致的内存分散问题,也消除了复制算法中内存减半的高额代价。

不足之处:

效率低下,需要标记所有存活对象,还要标记所有存活对象的引用地址。效率上低于复制算法。

分代收集(Generational Collection)算法

根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。对不同周期的对象采取不同的收集算法。

新生代:每次垃圾收集会有大批对象回收,所以采取复制算法。

老年代:对象存活率高,采取标记清理或者标记整理算法。

参考资料

深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)