JVM中四種GC算法案例詳解
介紹
程序在運行過程中，會產生大量的內存垃圾（一些沒有引用指向的內存對象都屬於內存垃圾，因為這些對象已經無法訪問，程序用不瞭它們瞭，對程序而言它們已經死亡），為瞭確保程序運行時的性能，java虛擬機在程序運行的過程中不斷地進行自動的垃圾回收（GC）。關於 JVM 的 GC 算法主要有下面四種：
引用計數算法（Reference counting）
算法思想：
每個對象在創建的時候，就給這個對象綁定一個計數器。每當有一個引用指向該對象時，計數器加一；每當有一個指向它的引用被刪除時，計數器減一。這樣，當沒有引用指向該對象時，該對象死亡，計數器為0，這時就應該對這個對象進行垃圾回收操作。
核心思想：
為每個對象額外存儲一個計數器 RC ，根據 RC 的值來判斷對象是否死亡，從而判斷是否執行 GC 操作。
優點：
- 簡單
- 計算代價分散
- “幽靈時間”短（幽靈時間指對象死亡到回收的這段時間，處於幽靈狀態）
缺點：
- 不全面（容易漏掉循環引用的對象）
- 並發支持較弱
- 占用額外內存空間
例子如圖：
初始狀態：
改變引用後：
標記–清除算法（Mark-Sweep）
算法思想：
為每個對象存儲一個標記位，記錄對象的狀態（活著或是死亡）。分為兩個階段，一個是標記階段，這個階段內，為每個對象更新標記位，檢查對象是否死亡；第二個階段是清除階段，該階段對死亡的對象進行清除，執行 GC 操作。
優點
- 最大的優點是，相比於引用計數法，標記—清除算法中每個活著的對象的引用隻需要找到一個即可，找到一個就可以判斷它為活的。
- 此外，這個算法相比於引用計數法更全面，在指針操作上也沒有太多的花銷。更重要的是，這個算法並不移動對象的位置（後面倆算法涉及到移動位置的問題）。
缺點
- 很長的幽靈時間，判斷對象已經死亡，消耗瞭很多時間，這樣從對象死亡到對象被回收之間的時間過長。
- 每個活著的對象都要在標記階段遍歷一遍；所有對象都要在清除階段掃描一遍，因此算法復雜度較高。
- 沒有移動對象，導致可能出現很多碎片空間無法利用的情況。
例子如圖
這個圖中，圓圈內灰色的對象就是已經死亡的對象，被標記為死亡，等待清除。
標記–整理算法
算法思想
標記-整理法是標記-清除法的一個改進版。同樣，在標記階段，該算法也將所有對象標記為存活和死亡兩種狀態；不同的是，在第二個階段，該算法並沒有直接對死亡的對象進行清理，而是將所有存活的對象整理一下，放到另一處空間，然後把剩下的所有對象全部清除。這樣就達到瞭標記-整理的目的。
優點
- 該算法不會像標記-清除算法那樣產生大量的碎片空間。
缺點
- 如果存活的對象過多，整理階段將會執行較多復制操作，導致算法效率降低。
例子
如圖：
上面是標記階段，下面是整理之後的狀態。可以看到，該算法不會產生大量碎片內存空間。
復制算法
算法思想
該算法將內存平均分成兩部分，然後每次隻使用其中的一部分，當這部分內存滿的時候，將內存中所有存活的對象復制到另一個內存中，然後將之前的內存清空，隻使用這部分內存，循環下去。
註意：
這個算法與標記-整理算法的區別在於，該算法不是在同一個區域復制，而是將所有存活的對象復制到另一個區域內。
優點
- 實現簡單
- 不產生內存碎片
缺點
- 每次運行，總有一半內存是空的，導致可使用的內存空間隻有原來的一半。
總結
不同算法有不同的優點和缺點，除瞭引用計數法不常用外，其他三種算法在現在的java虛擬機上也是很常見的，間接說明瞭這幾個經典算法還是有其適用性的。
理解 JVM 的 GC 算法能夠幫助我們更好地理解java的垃圾回收機制，例如，在 JVM 的年輕代使用的是復制算法來進行垃圾回收（由於其中的存活對象比例較小）；而在老年代，使用的卻是標記-清除法或標記-整理法（由於每次回收都隻回收少量對象）
到此這篇關於JVM中四種GC算法案例詳解的文章就介紹到這瞭,更多相關JVM中四種GC算法內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！