【JVM】垃圾回收算法

Java是一種進階語言，它不需要C語言那樣由程式員手動開辟記憶體，用完之後手動釋放記憶體，Java有自己的垃圾回收器，對于記憶體中的那些不使用的對象，垃圾收集器會自動回收，垃圾回收的時候使用不同的算法，針對不同的場景使用不同的算法，以達到提升回收效率的效果。

在JVM中主要有三種垃圾回收算法，标記清除、标記整理、複制算法。

标記清除（Mark Sweep）

标記清除分為兩個階段，标記和清除。

我們假設記憶體中目前的記憶體配置設定如下：

可以看到綠色和紅色對象由于有GC Root關聯，通過可達性分析可知是不應該被回收的，是以标記他們，但是藍色對象object4和object6是應該被回收的。

标記階段：會從根節點出發周遊對象關系，對通路過的對象打賞标記，标記為不可回收，也就是對象可達。

清除階段：會對未标記的對象進行清理，将記憶體還回，這樣被還回的空間就能夠重新被使用。

回收完畢後記憶體情況就變為如下圖所示：

兩個紅色中間的部分就是本次GC後被釋放的部分。

标記清除算法的缺點就是會導緻記憶體碎片問題。

因為回收的記憶體是不連續的，可能會導緻記憶體碎片問題，這可能會降低記憶體的使用率，比如被回收的記憶體是10KB，那麼說明最大就能容納10KB的對象，如果想放比10KB大的對象，是放不進去的，這也會導緻可能出現頻繁的垃圾回收。

标記整理也是分為兩個階段，标記和整理。

标記階段：這裡的标記和标記清除裡的标記是一樣的，都是标記出來可達的對象。

整理階段：整理階段其實就是解決标記清除算法帶來的碎片問題，因為在清除的時候，會将可用的對象移動，使其緊湊，這樣就不會出現記憶體碎片。

移動完畢後就變為了下如這樣

此時記憶體中就沒有碎片了，新對象可以在後面繼續配置設定記憶體。

标記整理算法顯然沒有記憶體碎片了，但是他也是有缺點的，由于整理是将對象移動，記憶體位址就會變化，變量引用肯定也要變化。那麼這個效率肯定是低一些的。

複制算法是将記憶體分為大小相等的兩部分，一部分叫做FROM區，另一部分叫做TO區。複制算法首先也是标記那些存活的可達對象，标記的操作跟之前兩種算法沒有差別。标記後将标記的對象拷貝到另一個區域内，比如對象在FROM區，就拷貝到TO區。

複制完畢後，就可以将FROM區清理掉，并且FROM和TO互換。

在複制算法中TO區域總是空間的空間。

複制算法的有點也是不會産生碎片，它也是有缺點的：記憶體被分為兩半，總是有一半是空閑的，是以記憶體使用率就第了。空閑的記憶體其實挺浪費的。

三種算法在不同的垃圾收集器中都會使用，隻不過根據不同的情況采用不同的垃圾算法而已，不同的垃圾回收器選擇了不同的算法，也應對了不同的情況，擇優選擇。