JVM系列(十):JVM垃圾回收算法相关知识_java

         

今天给大家继续分享JVM垃圾回收算法相关知识,如有不对的地方欢迎指正。

JVM垃圾回收算法主要有标记清除、复制算法、标记整理、分代收集四种,下面来逐一介绍。

1、标记清除(Mark-Sweep)

       

JVM系列(十):JVM垃圾回收算法相关知识_java_02

        

标记清除作为最基础的垃圾回收算法,其过程要经历两个阶段:标记、回收。

标记:遍历内存区域,标记出待回收的对象。

回收:再次遍历内存区域,然后对已标记的对象占用的内存进行回收。

缺点:

  • 需要遍历两次内存区域,效率低。
  • 因为JVM存储特点是逻辑上连续,物理上可以不连续,标记清除算法可能产生大量内存碎片,当JVM需要一块比较大的内存空间的时候,而又找不到合适的内存空间,就会触发下一次的垃圾回收操作。

2、复制算法(Copy)

              JVM系列(十):JVM垃圾回收算法相关知识_内存空间_03

 

复制算法主要是解决标记—清除算法遍历的和产生内存碎片的缺点,在其基础上进行改进而来的,它会将可用内存按容量分为大小相等的两块,每次只能使用其中的一块,当正在使用的这一块的内存空间不满足使用的时候,就会将还存活的对象复制到另外一块空的内存上面,然后再把当前内存空间一次清理掉。

复制算法在新生代中两个幸存区(From 、To)的不停交换是最典型的用法,

新生代内存空间占比为 8(Eden 伊甸园区  ):1 (To Survivor):1 (Survivor From)。

优点

  • 内存回收时,不会产生内存碎片
  • 回收的时候只需移动栈顶指针,按顺序分配内存即可,实现简单
  • 每次只对两块中的一块内存进行回收,效率高
  • 复制算法执行后,空间时连续的。

缺点

一次性分配内存只能用其中的一半,内存的最大可利用率只有一半。

3、标记整理(Mark-Compact)

               JVM系列(十):JVM垃圾回收算法相关知识_老年代_04

 

标记整理算法主要是针对老年代来设计的。

执行过程

  • 标记:对需要回收对象的进行标记
  • 整理:让存活的对象,向内存的一端移动,在整理的过程中,之前对象的在虚拟机栈中的引用地址也随之发生改变,最后直接清理掉非存活对象的内存空间。

优点

  • 没有碎片化内存产生(标记清除算法比较)
  • 没有了内存利用率减半的消耗(复制算法比较)

缺点

  • 效率相比标记复制算法稍低
  • 在整理存活对象过程中,因为存活对象位置点变动,需要调整对象在虚拟机栈中的引用地址,同时需要全程暂停用户线程,STW(Stop The World)

4、分代收集算法

严格意义上来说分代收集不能算一种新的垃圾回收算法,分代收集其实只是根据对象的存活的时间的长短,将新生代和老年代针对不同的内存区域,采取对应的算法。目前市面上大多商用虚拟机都采用分代收集算法,

新生代:每次都有大量对象消亡,因为有老年代作为内存担保,比较采取复制算法。

老年代:对象存活时间长,可采用标记整理、标记清除算法。

5、三种垃圾回收算法对比


对比参数



标记清除



标记整理



标记复制



速度



中等



最慢



最快



空间开销



少(会产生碎片)



少(不会产生碎片)



2倍开销



移动对象









适合场景



老年代



老年代



新生代