淺談一下JVM垃圾回收算法

更新時間：2023年04月27日 09:26:38 作者：索碼理

這篇文章主要介紹了一下JVM垃圾回收算法,Java有著自己一套的內(nèi)存管理機制，不需要開發(fā)者去手動釋放內(nèi)存，開發(fā)者只需要寫好代碼即可，運行過程中產(chǎn)生的垃圾都由JVM回收,需要的朋友可以參考下

標(biāo)記-清除(Mark-Sweep)算法

標(biāo)記-清除(Mark-Sweep)算法是最早出現(xiàn)也是最基礎(chǔ)的垃圾收集算法。顧名思義，標(biāo)記-清除算法分為兩個階段：

標(biāo)記：標(biāo)記出所有需要回收的對象
清除：清除掉所有被標(biāo)記的對象

標(biāo)記-清除前后

優(yōu)點：

簡單，容易理解
垃圾少時，效率高

缺點：

會產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片，內(nèi)存空間碎片太多可能會導(dǎo)致以后在程序運行過程中需要分配較大對象時，無法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不提前觸發(fā)另一次垃圾回收動作
性能不穩(wěn)定，如果內(nèi)存中大部分都是要回收的垃圾對象，標(biāo)記和清除效率會隨著垃圾的數(shù)量而降低

復(fù)制(Copying)算法

為了解決標(biāo)記-清除算法面對大量可回收對象時執(zhí)行效率低的問題，于是有了復(fù)制(Copying)算法。復(fù)制算法是將內(nèi)存一分為二，當(dāng)一塊內(nèi)存使用完成之后，會將存活的對象移動到另一塊預(yù)留未使用的內(nèi)存空間，然后將使用過的那塊內(nèi)存空間清理掉。

復(fù)制前后

優(yōu)點：

實現(xiàn)簡單，運行高效
不會產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片

缺點：

因為要預(yù)留一半內(nèi)存空間，所以內(nèi)存空間浪費嚴(yán)重
如果內(nèi)存中多數(shù)對象都是存活的，這種算法將會產(chǎn)生大量的內(nèi)存間復(fù)制的開銷

Appel 式回收

在1989年，Andrew Appel針對具備“朝生夕滅”特點的對象，提出了一種更優(yōu)化的半?yún)^(qū)復(fù)制分代策略，現(xiàn)在稱為“Appel式回收”。具體做法是分配一塊較大的Eden區(qū)和兩塊較小的Survivor區(qū)（可以叫做From區(qū)和To區(qū)，也可以叫做Survivor1區(qū)和Survivor2區(qū)）。

研究表明，新生代中的對象98%是“朝生夕死”的，所以并不需要按照1:1的比例來劃分內(nèi)存空間，而是將內(nèi)存分為一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden和其中一塊 Survivor空間。當(dāng)回收時，將Eden和Survivor中還存活著的對象一次性地復(fù)制到另外一塊Survivor空間上，最后清理掉Eden和已經(jīng)用過的Survivor空間。也就是說，浪費的空間只有一個Survivor空間。

HotSpot虛擬機新生代比例Eden和Survivor空間比例為8:1:1，在使用的時候只使用Eden區(qū)和一個Survivor區(qū)，也就是說，新生代有90%的空間是在使用的，只有10%的空間是浪費的。新生代中98%的對象可被回收僅僅是“普通場景”下測得的數(shù)據(jù)，任何人都沒有辦法百分百保證每次回收都只有不多于10%的對象存活，因此，在Survivor空間不足的情況下，就需要依賴其他內(nèi)存進行分配擔(dān)保（Handle Promotion），一般是老年代。就是說如果Survivor空間不足，對象就需要以分配擔(dān)保的形式進入老年代。