對象存活與垃圾收集算法

垃圾收集器與內存分配策略(1)

1. 對象存活判定:

a. 引用計數算法(References Counting):

  • 爲每個對象都添加一個引用計數器,每有一個地方引用它,則計數器的值加1,當計數器的值爲0時,則此對象不能再使用
  • 缺點:不能解決對象之間循環引用的問題

b. 可達性分析算法(Reachability Analysis):

  • 選取一些對象作爲GC Roots,以這些對象爲起始點向下搜索,其所走過的路徑記爲引用鏈,當一個對象到GC Roots沒有引用鏈相連,則此對象與GC Roots不可達,也就證明此對象幾乎是不可用的。
  • GC Roots:
    – 虛擬機棧(棧幀中的局部變量)引用的對象
    – 方法區中類靜態屬性引用的對象
    – 方法區中常量引用的對象
    – 本地方法棧中JNI(Native方法)引用的對象

c. 對象自救:

  • 對象到GC Roots不可達並不代表對象死亡,對象的死亡至少需要經過兩次標記的過程:
    – 對象到GC Roots 不可達,則會進行第一次標記並進行篩選:
    篩選條件:對象是否有必要執行finalize()方法。對象若想自救,只有通過finalize()方法。若對象沒有覆蓋finalize()方法或者finalize()方法已經被虛擬機調用果,則對象被視爲“沒有必要執行”
    – 若對象被判定爲有必要執行finalize()方法,則就有了自救的可能:重新與引用鏈上任意一個對象建立關聯。

2. 垃圾收集算法:

a. 標記-清除算法(Mark-Sweep):

  • 對要回收的所有對象進行標記,標記完成後統一回收所有標記的對象
  • 缺點:
    – 效率問題
    – 空間問題: 會產生大量不連續的內存碎片

b. 複製算法(Copying):

  • 將內存空間劃分爲大小相等的兩個區域,每次只使用其中一個。噹噹前內存區域使用完時,將所有存活的對象順序複製到另一個內存區域,然後將當前使用的內存空間一次清理掉。
  • 缺點: 內存縮小了一半,代價過高。
  • 針對新生代中的對象98%是“朝生夕死”的特點,將新生代的內存區域劃分爲一個Eden區域和兩個Survivor區域,比例一般爲8:1:1。每次使用一個Eden區域和其中一個Survivor區域,每次垃圾回收時,將Eden和Survivor中依然存活的對象複製到另一個Survivor區域中,這樣,內存區域就只浪費了10%。

c. 標記-整理算法(Mark-Compact):

  • 標記步驟與a一致,整理則是將依舊存活的對象向一端移動,然後清理掉端邊界以外的內存區域。
  • 針對老年代對象存活率高、沒有額外空間作分配擔保的特點而設計

d. 分代收集算法(Generational Collection):

  • Java堆分爲新生代和老年代
  • 新生代採用複製算法
  • 老年代採用標記-整理算法或者標記-清除算法
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