JVM垃圾回收算法整理

• 前言
• 关键概念了解
• 标记–清除算法
• 复制算法
• 标记–整理算法
• 分代收集算法
• 仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人

前言

大概内容：

jvm垃圾回收算法：
1、“标记–清除”算法；首先标记出所有需要被回收的对象，然后在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。
2、复制算法；将内存划分为等大的两块，每次只使用其中的一块。
3、“标记–整理”算法；
4、分代收集算法。

关键概念了解

• 两个概念：
  • 新生代：存放生命周期较短的对象的区域。
  • 老年代：存放生命周期较长的对象的区域。
• 相同点： 都在Java堆上
• 老年代：存放新生代中经过多次回收仍然存活的对象（默认15次）。

MinorGC和FullGC的区别

MinorGC：发生在新生代的垃圾回收，因为新生代的特点，MinorGC非常频繁，且回收速度比较快，每次回收的量也很大。
FullGC：发生在老年代的垃圾回收，也称MajorGC，速度比较慢，相对于MinorGc慢10倍左右。进行一次FullGC通常会伴有多次多次MinorGC,。

标记–清除算法

• 执行步骤：
  • 标记：遍历内存区域，对需要回收的对象打上标记。
  • 清除：再次遍历内存，对已经标记过的内存进行回收。

图解：

• 缺点：
  • 效率问题；遍历了两次内存空间（第一次标记，第二次清除）。
  • 空间问题：容易产生大量内存碎片，当再需要一块比较大的内存时，无法找到一块满足要求的，因而不得不再次出发GC。

复制算法

将内存划分为等大的两块，每次只使用其中的一块。当一块用完了，触发GC时，将该块中存活的对象复制到另一块区域，然后一次性清理掉这块没有用的内存。下次触发GC时将那块中存活的的又复制到这块，然后抹掉那块，循环往复。

图解：

• 优点：
  • 相对于标记–清理算法解决了内存的碎片化问题。
  • 效率更高（清理内存时，记住首尾地址，一次性抹掉）。
• 缺点：
  • 内存利用率不高，每次只能使用一半内存。

改进

研究表明，新生代中的对象大都是“朝生夕死”的，即生命周期非常短而且对象活得越久则越难被回收。在发生GC时，需要回收的对象特别多，存活的特别少，因此需要搬移到另一块内存的对象非常少，所以不需要1：1划分内存空间。而是将整个新生代按照8 ： 1 ： 1的比例划分为三块，最大的称为Eden（伊甸园）区，较小的两块分别称为To Survivor和From Survivor。

首次GC时，只需要将Eden存活的对象复制到To。然后将Eden区整体回收。再次GC时，将Eden和To存活的复制到From，循环往复这个过程。这样每次新生代中可用的内存就占整个新生代的90%，大大提高了内存利用率。

但不能保证每次存活的对象就永远少于新生代整体的10%，此时复制过去是存不下的，因此这里会用到另一块内存，称为老年代，进行分配担保，将对象存储到老年代。若还不够，就会抛出OOM。

标记–整理算法

因为前面的复制算法当对象的存活率比较高时，这样一直复制过来，复制过去，没啥意义，且浪费时间。所以针对老年代提出了“标记整理”算法。

• 执行步骤：
  • 标记：对需要回收的进行标记
  • 整理：让存活的对象，向内存的一端移动，然后直接清理掉没有用的内存。

图解：

分代收集算法

当前大多商用虚拟机都采用这种分代收集算法，这个算法并没有新的内容，只是根据对象的存活的时间的长短，将内存分为了新生代和老年代，这样就可以针对不同的区域，采取对应的算法。如：

• 新生代，每次都有大量对象死亡，有老年代作为内存担保，采取复制算法。
• 老年代，对象存活时间长，采用标记整理，或者标记清理算法都可。

仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人