一文搞懂Java內存回收算法

前言

由於垃圾收集算法的實現涉及大量的程序細節，而且各個平臺的虛擬機操作內存的方法
又各不相同，因此本節不打算過多地討論算法的實現，只是介紹幾種算法的思想及其發展過
程。

標記-清除

最基礎的收集算法就是"標記-清除"算法，算法分標記和清除兩個階段：首先標記出所有需要回收的對象，在標記完成後統一回收所有被標記的對象。之所以說他是最基礎的收集算法，是因爲後續的收集算法都是基於這種思路並對其不足進行改進而得到的。
不足

• 效率低，標記和清除兩個過程效率都不高
• 空間問題，標記清除之後會產生大量不連續的內存碎片，在後續分配較大對象時，無法找到足夠的連續內存而不得不觸發另一次垃圾手機動作。

複製算法

爲了解決效率問題，“複製”算法出現了，他將可用內存按容量劃分爲大小相等的兩塊，每次只是用其中的一塊。當這一塊內存用完了，就將還活着的對象複製到另外一塊上面，然後再把已使用過的內存空間一次清理掉。這樣使得每次都是對整個半區進行內存回收，內存分配也就不用考慮內存碎片等複雜情況，只要一動堆頂指針，按順序分配內存即可，實現簡單，運行高效。

現在的商業虛擬機都採用這種手機算法來回收新生代，IBM公司的專門研究表明，新生代中的對對象98%都是朝生夕死的，所以並不需要按照1：1的比例來劃分內存空間，而是將內存分爲一塊較大的Eden空間和兩塊較小的Survivor空間，每次使用Eden和其中一塊Survivor。當回收時，將Eden和Survivor中還活着的對象一次性的複製到另外一塊Survivor空間上，最後清理掉Eden和剛纔使用過的Survivor空間。HotSpot虛擬機默認Eden和Survivor的大小比例是8：1：1，當Survivor空間不夠用時，需要依賴其他內存(老生代)進行分配擔保

標記-整理

複製收集算法在對象存活率較高時就要進行較多的複製操作，效率將會變低。更關鍵的是，如果不想浪費50%的空間，就需要有額外的空間進行分配擔保，以應對被使用的內存中所有對象100%存活的極端情況，所以在老年代一般不能直接選用這種算法。
根據老年代的特點，有人提出了一種“標記-整理”的算法，標記過程仍然與標記-清除算法一樣，但後續步驟不是直接對可回收對象進行清理，而是讓所有存活的對象都向一端移動，然後直接清理掉端邊界以外的內存。

分代收集算法

當前商業虛擬機的垃圾收集器都採用“分代收集”算法，這種算法並沒有什麼新的思想，只是根據對象存活週期的不同將內存劃分爲幾塊。一般是把Java堆氛圍新生代和老年代，這樣就可以根據各個年代的特點採用最適當的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集時都發現有大批對象死去，只有少量存活，那就選用複製算法，只需要付出少量存活對象的複製成本就可以完成收集。而老年代因爲對象存活率高，沒有額外控件對他進行分配擔保，就必須使用“標記-清除”或者“標記-整理”算法來回收。