Java - 垃圾回收算法與垃圾回收器

垃圾回收算法

1. 标記-清除

• 過程：标記所有需要回收的對象，标記結束後，回收所有被标記的對象
• 缺點：效率低下，容易造成碎片

2. 複制

• 将記憶體空間分為兩部分，每次隻使用一部分，當一部分用盡，則将其所有對象複制到另一部分，并清理自身
• 特點：不産生碎片，但造成空間浪費
• 老年代将記憶體分為一個Eden 和兩個Survivor，每次使用一個Eden 和一個Survivor，回收時，将存活的對象複制到另一個Survivor，當待複制對象大于另一個Survivor 時，老年代進行擔保

3. 标記-整理

• 标記之後，将所有存活的對象移向另一端，清理其他對象
• 優點：解決了對象存活率高時，複制對象的壓力

4. 分代收集

根據年輕代[ 1, 2]、老年代[ 3]各自的特點，采用不同回收算法

垃圾回收器

Serial

單線程，在進行GC 時，需要停止其他的所有線程

ParNew

Serial 的多線程版本。但是在單線程環境下，由于線程開銷較大，效果不如Serial。但随着CPU 的增加，便可以顯現出優勢，預設線程數等于 CPU數。

Parallel Scavenge

多線程。可設定 1. 吞吐量（cpu 運作100分鐘，GC 使用1分鐘，Throughput = 99%），2. 最大GC 停頓時間（縮小GC 停頓時間，要以犧牲吞吐量和增加GC 頻率為代價）

年輕代與老年代的分界線

Serial Old

Serial 的老年代版本

CMS

擷取最短GC 停頓時間。基于标記-清除算法。

• 初始階段：主要負責标記GC Root能直接關聯的對象，速度快。
• 并發标記：從GC Root 開始繼續向下标記，耗時。
• 重新标記：統計在并發标記過程中發生變化的标記，時間長于 初始階段但小于 并發标記。
• 并發清除：清除老年代中的垃圾，耗時。

缺點：

• 産生碎片
• 浮動垃圾
• 對cpu 敏感

G1

可同時應用于年輕代和年老代的GC 器。基于标記-整理算法。使用時，堆記憶體布局發生變化，将堆分成性質不同的但大小相同的region，用以避免全局GC，建立可預測的停頓時間模型。每個 region對應一個 remembered set，當對象處于不同region，remember set 會進行記錄，即可保證不進行全局GC，也不會遺漏。

• 初始标記
• 并發标記
• 最終标記：将并發标記過程中發生變化的對象寫入線程remember set log，同時與remembered set 合并
• 篩選回收：通過比較region 的回收成本與價值，得到一個最好的回收方案

parallel old

老年代。标記-整理。吞吐量優先。

GC 時，程式邏輯是否繼續執行？

Serial、parnew 等=> stop the world